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基站控制器

基站控制器(Base Station Controller):是基站子系统的控制和管理部分,位于MSC和BTS之间,负责完成无线网络管理、无线资源管理及无线基站的监视管理,控制移动台与BTS无线连接的建立、持续和拆除等管理,目前国内主要有GSM和CDMA两类基站。

BSC指的是基站控制器(Base Station Controller)。它是基站收发台和移动交换中心之间的连接点,也为基站收发台(BTS)和移动交换中心(MSC)之间交换信息提供接口。一个基站控制器通常控制几个基站收发台,其主要功能是进行无线信道管理、实施呼叫和通信链路的建立和拆除,并为本控制区内移动台的过区切换进行控制等。

基站控制器的逻辑组成单元包括,操作维护单元(OMU)、接入单元(AU)、处理单元(PU)、交换单元(SU)、外围设备监控单元(PMU)

n操作维护单元(OMU)

负责处理全局过程并实现系统操作维护相关控制,实现内外网段隔离,提供全系统全局时钟;并且包含OMM功能

n接入单元(AU)

实现系统对外接口功能,包括E1/T1、STM-1、CSTM-1,并实现部分链路层处理

n处理单元(PU)

实现无线控制面协议和无线用户面协议和部分与ATM传输有关的数据承载协议处理

n交换单元(SU)

实现框级和框间的层2交换功能,提供控制面和用户面双交换平面

n外围设备监控单元(PMU)

电源状态收集、告警

温湿度、烟雾、水浸和红外等环境告警处理

基站控制器位于MSC和BTS之间,其任务是管理无线网络,即管理无线小区及其无线信道、无线设备的操作和维护、移动台的业务过程,并提供基站至MSC之间的接口。将有关无线控制的功能尽量集中到BSC上来,以简化基站设备,它的功能如下:

1.无线基站的监视与管理,RBS资源由BSC控制,同时通过在话音信道上的内部软件测试及环路测试,BSC还可监视RBS的性能。爱立信的基站采用内部软件测试及环路测试在话音通道上对TRX进行监视。若检测出故障,将重新配置RBS,激活备用的TRX,这样原来的信道组保持不变。

2. 无线资源的管理,BSC为每个小区配置业务及控制信道,为了能够准确的进行重新配置,BSC收集各种统计数据。比如损失呼叫的数量,成功与不成功的切换,每小区的业务量,无线环境等,特殊记录功能可以跟踪呼叫过程的所有事件,这些功能可检测网络故障和故障设备。

3. 处理与移动台的连接,负责与移动台连接的建立和释放,给每一路话音分配一个逻辑信道,呼叫期间,BSC对连接进行监视,移动台及收发信机测量信号强度及话音质量,测量结果传回BSC。由BSC决定移动台及收发信机的发射功率,其宗旨是即保证好的连接质量,又将网络内的干扰降低到最小。

4. 定位和切换,切换是由BSC控制的,定位功能不断的分析话音接续的质量,由此可作出是否应切换的决定,切换可以分为BSC内切换,MSC内BSC间的切换,MSC之间的切换。一种特殊切换称为小区内切换,当BSC发现某连接的话音质量太低,而测量结果中又找不到更好的小区时,BSC就将连接切换到本小区内另外一个逻辑信道上,希望通话质量有所改善。切换同时可以用于平衡小区间的负载,如果一个小区内的话务量太高,而相邻小区话务量较小,信号质量也可以接受,则会将部分通话强行切换到其它的小区上去。

5. 寻呼管理,BSC负责分配从MSC来的寻呼消息,在这一方面,它其实是MSC和MS之间的特殊的透明通道。

6. 传输网络的管理,BSC配置、分配并监视与RBS之间的64KBPS电路,它也直接控制RBS内的交换功能。此交换功能可以有效的使用64K的电路。

7. 码型变换功能,将四个全速率GSM信道复用成一个64K信道的话音编码在BSC内完成,一个PCM时隙可以传输4个话音连接。这一功能是由TRAU来实现的。

8. 话音编码。

9. BSS的操作和维护,BSC负责整个BSS的操作与维护。诸如系统数据管理,软件安装,设备闭塞与解闭,告警处理,测试数据的采集,收发信机的测试。

以GSM系统为例,在基站子系统中,基站控制器的位置和作用如图所示。

以一次手机通话为例,基站控制器的主要功能描述如下:

1.手机的呼叫信息发送给基站收发台并被接收。

2.基站收发台将本次呼叫信息也发给基站控制台,基站控制器负责实施本次呼叫的连接建立,为本次通话建立一条从基站子系统到移动交换中心的通道,从而打通网络的无线接入部分和有线传输部分,如图中虚线所示。

另外,收发台的基站控制器除了控制该收发台外,还会控制相邻的几个基站收发台,它根据各基站收发台当前状态的为本次通话选择某个基站收发台提供的信号区域。

3.过程中,当信号质量变差时,基站控制器负责将本次通话在不同控制区域内进行切换,分为小区内切换和小区间切换。

小区内切换:基站控制器在当前所在基站收发台所提供的信号区域内为手机选择不同的逻辑通道,以期改善通信质量。

小区间切换:当本信号区域内无法优化通信质量时,基站控制器监控其他基站收发台的信号质量,并选择质量较好的信号区域将本次通话转移到该信号区域内,这就是不同小区间切换,此时基站控制器会将手机的区域信息进行转换和更新。

4.叫结束时,则根据收发台传送的结束信息释放连接和本次通话占用的资源。

5.络另一端,被呼叫的手机也同样有对应的基站子系统为之提供服务,不同的是该基站控制器的寻呼信号来自移动交换中心,其他操作管理与呼叫端类似,不再重复描述。

以上描述均以GSM系统为例,其他系统除了部分术语叫法不同之外,其他与GSM系统基本相同,这里不再阐述。

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