Basisstation

Eine Basisstation ( BTS ) oder Basisbandeinheit ( BBU ) ^[¹^] ist ein Gerät, das die drahtlose Kommunikation zwischen Endgeräten (UE) und einem Netzwerk ermöglicht. Endgeräte sind beispielsweise Mobiltelefone , WLL- Telefone, Computer mit drahtloser Internetverbindung oder Antennen, die an Gebäuden oder Mobilfunktürmen montiert sind. Das Netzwerk kann auf verschiedenen drahtlosen Kommunikationstechnologien basieren, wie z. B. GSM , CDMA , Wireless Local Loop (WLL) , Wi-Fi , WiMAX oder anderen Weitverkehrsnetzen (WAN).

BTS ist Teil einer Basisstation (BS).

Obwohl der Begriff BTS (Basisstation) für alle drahtlosen Kommunikationsstandards verwendet werden kann, wird er im Allgemeinen mit Mobilkommunikationstechnologien wie GSM und CDMA assoziiert . In diesem Zusammenhang ist eine BTS Bestandteil der Basisstations-Subsystem -Entwicklung (BSS) für das Systemmanagement. Sie kann auch Geräte zur Ver- und Entschlüsselung von Kommunikationsdaten, Spektrumfilter (Bandpassfilter) usw. enthalten. Antennen können ebenfalls als Komponenten einer BTS betrachtet werden, da sie deren Funktion ermöglichen. Typischerweise verfügt eine BTS über mehrere Transceiver (TRXs), die es ihr ermöglichen, verschiedene Frequenzen und verschiedene Sektoren der Zelle (bei sektorisierten Basisstationen) zu bedienen. Eine BTS wird von einem übergeordneten Basisstationscontroller über die Basisstations-Steuerungsfunktion (BCF) gesteuert. Die BCF ist als separate Einheit implementiert oder in kompakten Basisstationen sogar in einen TRX integriert. Die BCF stellt eine Verbindung für Betrieb und Wartung (O&M) zum Netzwerkmanagementsystem (NMS) her und verwaltet die Betriebszustände jedes TRX sowie die Softwareverwaltung und die Alarmerfassung. Die grundlegende Struktur und die Funktionen der Basisstation bleiben unabhängig von den verwendeten Funktechnologien gleich.

Allgemeine Architektur

Ein BTS besteht üblicherweise aus:

Transceiver (TRX): Es ermöglicht das Senden und Empfangen von Signalen. Außerdem dient es dem Senden und Empfangen von Signalen an und von übergeordneten Netzwerkkomponenten (wie dem Basisstationscontroller in der Mobilfunktechnik). Diese Funktion kann in einem separaten Gerät, dem sogenannten Remote Radio Head (RRH), realisiert werden.
Leistungsverstärker (PA): Verstärkt das Signal vom Sender zur Übertragung über die Antenne; kann mit dem Sender integriert werden.
Kombinierer: Kombiniert die Signale mehrerer Sender, sodass sie über eine einzige Antenne ausgesendet werden können. Dies ermöglicht eine Reduzierung der benötigten Antennenanzahl.
Multiplexer: Zur Trennung von Sende- und Empfangssignalen zur/von der Antenne. Sendet und empfängt Signale über dieselben Antennenanschlüsse (Kabel zur Antenne).
Antenne: Dies ist die Struktur, unter der die BTS liegt; sie kann so installiert werden, wie sie ist, oder auf irgendeine Weise getarnt werden (versteckte Mobilfunkstandorte ).
Alarmerweiterungssystem: Erfasst Betriebszustandsalarme verschiedener Einheiten im BTS und leitet sie an die Betriebs- und Wartungsüberwachungsstationen weiter.
Steuerfunktion: Steuert und verwaltet die verschiedenen BTS-Einheiten, einschließlich der zugehörigen Software. Konfigurationen, Statusänderungen, Software-Upgrades usw. werden vor Ort über die Steuerungsfunktion durchgeführt.
Basisband-Empfängereinheit (BBxx): Frequenzsprungverfahren, digitale Signalverarbeitung.

Bedingungen bezüglich eines mobilen BTS

Diversitätstechniken: Zur Verbesserung der Empfangsqualität werden häufig zwei Empfangsantennen eingesetzt, deren Abstand einem ungeraden Vielfachen eines Viertels der entsprechenden Wellenlänge entspricht. Bei 900 MHz beträgt diese Wellenlänge 33 cm. Dieses Verfahren, bekannt als Antennendiversität oder Raumdiversität , vermeidet Unterbrechungen durch Pfadfading . Die Antennen können horizontal oder vertikal angeordnet werden. Die horizontale Anordnung erfordert zwar eine komplexere Installation, bietet aber eine bessere Leistung.

Neben Antennen- oder Raumdiversität gibt es weitere Diversitätstechniken wie Frequenz-/Zeitdiversität, Antennenmusterdiversität und Polarisationsdiversität.

Die Aufteilung bezieht sich auf den Energiefluss innerhalb eines bestimmten Bereichs der Zelle, des sogenannten Sektors. Jedes Feld kann daher als eine neue Zelle betrachtet werden.

Richtantennen reduzieren LoRa-Interferenzen (Langstreckenstörungen). Ist die Zelle nicht in Sektoren unterteilt, wird sie von einer Rundstrahlantenne versorgt , die in alle Richtungen abstrahlt. Eine typische Struktur ist der Trisektor, auch Kleeblatt genannt, bei dem drei Sektoren von separaten Antennen bedient werden. Jeder Sektor hat eine eigene Ausrichtung, typischerweise 120° zu den benachbarten Sektoren. Andere Ausrichtungen können je nach lokalen Gegebenheiten verwendet werden. Auch zweigeteilte Zellen kommen zum Einsatz. Diese sind meist so ausgerichtet, dass die Antennen Sektoren bedienen, die in einem Winkel von 180° zueinander stehen. Auch hier gibt es jedoch lokale Abweichungen.

Galerie

Ein BTS-Gerät
Ein BTS-Turm. Die Antenne befindet sich oben, und rechts davon ist der BTS-Turm untergebracht.
Ein mobiles BTS
Eine BTS-Anlage, die an einem Gebäude montiert ist
Elektronikkasten am Fuß einer BTS