Львівський коледж

Державного університету телекомунікацій

Лекція з дисципліни

“Системи та мережі зв’язку з рухомими об’єктами”

Розділ 3. Принцип побудови і технічні проблеми цифрових систем стільникового зв'язку

Тема 3.1. Загальні положення

Лекція № 14

Базова станція стандарту GSM

Львів 2013 р.

ПЛАН ЛЕКЦІЇ

1. Ансамбль базових станцій

2. Класифікація і функції базових станцій

3. Функції контролера базових станцій

4. Розподіл функцій між елементами ансамбля

5. Базова станція стандарту GSM

1. Ансамбль базових станцій.

Архітектура ансамбля базових станцій зображена на рис.1. Ансамбль містить не обслуговувані, порівняно дешеві базові станції (BTS), і контролери БС (BSC), які виконують частину комутаційних функцій і транскодер мови TRAU (Terminal/Rate Adaptation Unity Ансамбль зв'язаний через радіостик з АС та через стик А з комутаторами. Для стику А прийнятий стандарт ISDN, який передбачає бінарний потік швидкістю 2048кб/с.

Рис. 1 Функціональна структура ансамблю базових станцій.

Часовим розділенням в цьому потоці утворюють 32 канали по 64кбіт/с кожний. В радіоканалі швидкість передавання мови і даних становить 13кбіт/с, і тому для узгодження необхідний транскодер TRAU 13/64 і 64/13. Фізично транскодер TRAU розташовують в BTS, BSC, або навіть в комутаторі MSC, але функціонально він належить до ансамблю базових станцій і знаходиться перед стиком а.

2 . Базові класифікації і функції станції

Клас	Потужність	Потужність DCS 1800
	GSM900 < Вт dBm)	(Вт/dBm)
1	320/55	20/43
2	160/52	іо,т
3	80/49	5/37
4	40/46	2.5/34
5	20/43	—
б	10/40	—
7 '	5/37	—.
8	2,5/34	-
МІ	0,25/24	1,6/32
М2	0,08/19	0.5/27
мз	0,03/14	0,16722

При наближенні АС до базової станції потужність БС за командами контролера зменшується до 13dBm кроками по 2dBm. При цьому рівень паразитного випромінювання в смузі 890..915МГц має бути меншим від -103dBm. Поза смугою GSM побічне випромінювання має бути меншим -36dBm в смузі 9кГц...1ГГц і -30dBm в смузі 1ГГц..12,5ГГц, а рівень завад відповідно -57dBm і -47dBm. Нестабільність частоти БС становить 5*10"⁸ і менше, похибка модуляції ±90Гц по частоті і ±5° по фазі, чутливість приймача в межах від -104dBm до -10 dBm, тобто динамічний діапазон становить 94дБ. Основні функції базової станції:

- виявлення активізації АС, тобто вимоги на окремий сигнальний канал;

- обробка сигналу: кодування і декодування мови, кодування-декодування каналу, криптографія, модуляція, перенесення на радіочастоту, підсилення, змішування сигналів в антені передавача, фільтрація і розгалуження сигналу приймальної антени;

• шифрування і дешифрування радіосигналів;

• передавання результатів вимірювання БС і АС до контролера ВБС;

• стрибки по частотах;

• збереження синхронізації АС і БС.

БС може працювати на декількох радіочастотах (від 1 до 16) і тому містить від 1 до 16 приймачів-передавачів. На рис.^ зображено функціональну схему БС, яка працює на 4х радіочастотах. Функції цифрової частини подібні до функцій АС і доповнені мультиплексором

Рис 2. Функціональна схема базової станції.

Аналогова частина містить 4 передавачі Тх і приймачі Rx, а також змішувач і розгалужувач. Кожен передавач містить ЦАП, модулятор GMSK, конвертер радіочастоти і підсилювач. Змішувач реалізують на гібридних пристроях, які на відміну від резонансних змішувачів, мають менші габарити і не вимагають підстройки прй зміні частоти, але приводять до втрати потужності -7dB проти -7dB в резонаторах (для 3 класу з 80Вт потужності передавача до антени доходить 20Вт). Передавальну антену виконують окремо від приймальної, шо спрощує захист вхідних кіл приймача.

Приймач складається з приймальної антени, аналового вхідного високочастотного модуля (RXFE - Receiver Front-End), який містить розгалужувач, смугові фільтри і малошулячі підсилювачі. В модулях Rx відбувається перенесення на проміжну частоту та оцифровування сигналу. Функції детектування і сихронізації розподіляються між цифровою і аналоговою частинами згідно типових схем цифрових приймачів, обраних кожним виробником БС самостійно.