NodeB设备基础.ppt
初级培训课程 Node B设备基础,V1.1 2004-10-31,课程学习目标,了解Node B系统的功能与特点 理解Node B系统的工作原理 掌握Node B系统的结构组成 掌握Node B系统的技术指标 掌握Node B系统的配置与组网,Node B系统概述 Node B系统结构 单板介绍 Node B技术指标 Node B配置与组网,课 程 提 纲,机架,Node B设备在TD-SCDMA系统中的位置,TD-SCDMA系统的基本结构,TD-SCDMA系统分成两个部分：核心网和无线接入网。 无线接入网（即UTRAN）由多个无线网络子系统（RNS）组成，每个RNS包括1个RNC和多个Node B。 对系统来说，RNS将负责控制所属各小区的资源。 在RNS内部，Node B和RNC之间通过Iub接口相连，Node B通过Uu空中接口与UE通信。 在Iub接口，控制平面的传输承载采用AAL5，用户平面的传输承载采用AAL2。,Node B的主要功能,NODE B在TD-SCDMA系统中来看，主要是通过两个接口完成相关功能。 通过Uu接口完成与UE的无线链路传输功能，主要包括：射频处理、信道编译码及复用解复用、扩频调制及解扩解调、测量及其上报、功率控制以及同步功能等； 通过Iub接口与RNC相联，上报Node B测量信息，转发由RNC提供的系统信息广播，执行由RNC下发的接入控制、移动性管理、无线资源管理和控制命令。,ZXTR B30的系统特点,满足3GPP R4规范要求，通过接口单板及软件的升级可以满足未来R5 Iub口的IP接口要求 系统容量大-单机架最大可支持33载扇 可扩展性 支持多频段 支持远端软件下载功能 灵活的组网方式 高可靠性关键部分采用冗余设计，确保系统安全可靠 支持内置传输，灵活组网 支持内置电源转换，适应各种电源环境,ZXTR B30系统 组成,ZXTR B30整个系统由数字硬件子系统DHS（Digital Hardware Subsystem）和射频子系统RFS（Radio Frequency Subsystem）两大部分组成 数字硬件子系统DHS包含Iub接口单元、时钟单元、基带处理单元、主控单元、交换单元和监控单元等 射频子系统RFS包含收信机、发信机、功放、滤波和天线阵列,ZXTR B30基站的系统工作原理,射频子系统RFS 上行RF信号的放大、滤波以及解调成基带的I/Q信号。 下行基带信号的成形滤波，调制到射频信号，通过功率放大后由天线发射到相应的扇区。 测量、告警功能。 对电源、控制信号、射频信号线的防雷保护。,数字硬件子系统DHS Iub接口相关各个层面功能。 Uu接口的基带处理功能，包括DOA估计与下行波束赋形、同步控制、信道估计、联合检测、信道编解码、功率控制和天线校正等。 远程和本地的操作维护功能。 系统测量和告警信息的上报功能等。,ZXTR B30系统工作原理 基带和射频交互的是IQ信号，基带部分的TBPA将IQ信号转到TTRX。,Node B系统概述 Node B系统结构 单板介绍 Node B技术指标 Node B配置与组网,课 程 提 纲,上下文关系图,ZXTR B30的系统硬件结构,红色：天线（包含圆阵和线阵） 橙色：塔顶放大器 黄色：防雷模块 湖蓝色：机顶部分 白色：机架第一层 浅蓝色：机架第二层,以太网交换和通讯联系图,消息流,IQ交换示意图,时钟流图,TTRX和TMB连接框图,ZXTR B30系统构架,B30硬件系统根据结构和物理位置分成3个大的部分： 公共层部分 无线层部分 室外部分,ZXTR B30系统机框公共框,公共层机框 (TCR背板) 公共层机框是ZXTR B30系统的主控中心，除了包含系统所必须的公共子系统，还承载部分无线处理子系统。该机框包含系统工作所必须的所有功能模块，单独配置该层机框就可以实现Node B系统的所有基本功能 。,ZXTR B30系统机框无线框,无线层机框 (TFR背板 ) 无线层机框主要承载无线处理子系统，该机框包含无线业务处理所需的各功能模块。 无线层机框各单板的操作维护由BCCS来管理。BCCS下发的版本、控制数据等通过BCCS交换网和TFR层的TCCB交换网，交换到各TBPA和TTRX模块，而各单板的告警等数据也通过TCCB及BCCS的交换网，归到BCCS统一管理。然后由BCCS通过BIIA传到后台,ZXTR B30系统基顶结构,Node B系统概述 Node B系统结构 单板介绍 Node B技术指标 Node B配置与组网,课 程 提 纲,单板整体介绍,ET模块、TTPM模块、TTCI模块和EMU模块通过松不脱螺钉固定在机顶整件。 公共层：包括TCR插箱、各单板和模块插件（如TTRX、BCCS、TBPA、TCCB、BII）。 无线层：包括TFR插箱、各单板和模块插件（如TTRX、TBPA、TCCB）。,BCCS单板介绍,BCCS是基站的系统控制板，它完成以下功能 ： Iub接口协议处理，执行基站系统中的小区资源管理、参数配置、测量上报。 最大支持用户数大于2000。 对基站进行监测、维护，通过100BaseT以太网接口和其他单板进行控制信息的交互。 支持近端和远端网管接口，近端网管接口为100BaseT以太网接口。 管理系统内各单板程序的版本，支持近端和远端版本升级。 通过控制链路可以复位系统内各个单板。 通过硬信号可以控制系统内主要单板的上电复位。 主备竞争、控制、通讯功能。 同步外部各种参考时钟并能滤除抖动。 产生并分发系统各个部分需要的时钟。 提供30端口的以太网交换功能，保证系统内的控制链路和业务链路有足够带宽。,TCCB 单板介绍,TCCB单板利用FPGA将基带与射频之间的IQ数据进行了交叉路由，在系统内部实现了基带处理单元与射频单元之间灵活的交叉配置功能；同时将来自主控板的系统时钟分为多路后分发到基带和射频单元,TTRX模块介绍,TTRX模块由TWIM和TRB板构成 TWIM是ZXTR B30的射频控制操作维护模块 TWIM将基带信号上变频为中频信号发送给TRB，接收TRB送来的模拟中频信号下变频、滤波产生基带IQ信号，数字中频部分和RF模拟通道等的配置管理、性能监控、告警管理、信息上报，IQ LINK复用和解复用处理，产生TRB单板上模拟通道开关，射频和中频锁相环置数，中频采样时钟产生，TRB模块主备控制，天线校准，温度检测，功率补偿，实现对TMB的控制和信息交互，内外告警采集和处理等功能。 TRB单板主要完成以下功能： 提供自身工作的本振源，或使用另一TRB单板输出的本振信号 完成接收信号的下变频和信号放大功能 完成发送信号的上变频和信号放大功能 完成射频端收发切换功能 校正通道功能,TBPA 单板介绍,TBPA单板主要实现3载波8天线业务数据处理。TBPA高性能的CPU通过总线 BUS控制12片DSP。每片DSP通过高速的同步并行总线与FPGA相连。FPGA主要实现上行IQ数据的拆包，交叉，下行IQ数据的分发等。DSP实现数据的chip和symbol级处理等。 TBPA单板利用FPGA调整从数字中频单元送来的IQ数据，并根据载波和时隙分配给不同的DSP进行chip和symbol级的数据处理，处理好的数据通过以太网送BII处理。TBPA接收从BII送来的下行数据，通过DSP与FPGA协调处理后发送给数字中频单元。,BII单板介绍,BII板在ZXTR B30系统中的主要功能是实现ZXTR B30内部的ATM交换管理功能，完成AAL5 ，AAL2 交换，实现与ZXTR RNC的物理连接 ； BII板主要完成的功能： 提供级联的接口 可以提供Iub接口远程下载功能 流量控制和拥塞管理 ATM交换和处理 标准传输接口 时钟提取和恢复功能 提供内部以太网接口 BII板上有拨码开关，作为输入方式（SMT-1,E1）的切换,Node B外部接口,EMU模块,EMU模块提供了环境监控功能 EMU模块由EMS单板组件、EMU盒体部件、EMC单板、EMU盒盖组成 BEMC（NodeB Environmental Monitor Control）称为环境监控板 。由三块单板组成：BEMC、BEMS和BELD 整个EMU用于接入系统内部和外部的告警信息（包括环境监控、传输、电源、风扇、功放等），为BCCS板提供管理通道，为BCCS提供GPS、BITS基准时钟，对外提供测试时钟接口等功能,TTCI模块,TTCI板是ZXTR B30设备的基站塔放控制接口板，是室内机架与室外塔放的控制信号的接口板 。用于连接TTRX模块和TMB模块 。 TTCI（TD-SCDMA NODEB Tower Control Interface） 实现TTRX模块的485控制线的电缆合并 实现TTRX模块的收发控制切换钟的选择 校准天线的选择 最多是3扇区,TTPM模块,TTPM板由3组相同的功能组成，每组功能包括： 1对48V/20A电流容量的电源可以根据命令进行开通和关断控制； 2对20A电流容量的电源进行电流检测，超过15A时输出过流告警。 可连接6个TMB。,ET模块,ET模块为NODEB提供8个E1的输入输出。 E1线的防雷和物理接线转换口,接头形式为 CC4Y,ZXTR B30系统简介-塔顶放大器TMB,TMB模块工作流程 1 下行激励信号经T/R开关送入PA进行放大 2 放大后的信号经环行器送入天线 3 上行接收信号经环行器送入LNA进行预放大 4 放大后的接收信号经T/R开关送入TTRX模块 5 检测及告警信号经汇总后，通过485接口送入TTRX模块,TMB介绍,TMB包括： PA及LNA单板TLPB 数字接口板TBDB 天线滤波器TCFB 电源模块TBPB 射频防雷模块,TMB主要功能： 放大下行发射信号 放大上行信号 收发切换控制 功率、温度、电流检测 及相应告警 带外射频信号抑制,ZXTR B30系统室外联接图,Node B系统概述 Node B系统结构 单板介绍 Node B技术指标 Node B配置与组网,课 程 提 纲,物理性能指标,电源要求,电源系统供电 电源输入：-48VDC 允许波动范围：-40VDC -57VDC 功耗指标 室内宏基站整机功耗小于1600W。 室外塔顶放大器（4天线，每天线32dBm输出）功耗小于150W。,环境要求,Iub 接口,4路STM-1光口，使用LC接口的单模光纤。 16路E1/T1接口，符合ITU-T/G.703，G.704的要求。,其它指标,工作频率范围：2010MHz2025MHz。 扩频带宽：1.6MHz。 射频信道栅隔：200kHz。 码片速率：1.28Mcps。 最大用户数据率：384kbps（下行）、128kbps（上行）。 双工方式：TDD。 扇区和载频：33载扇。 单载扇容量：23个等效话音信道/载频扇区。 同步方式：支持GPS基准输入、BITS基准输入、RNC上级时钟。 接收灵敏度：-111dBm。,时钟指标,系统Iub 接口提供三级时钟； 同步等级：三级 时钟最低准确度：±4.6×10-6 牵引范围：±4.6×10-6 最大频偏：10-7/天 初始最大频偏：1×10-8 时钟工作方式：快捕、跟踪、保持、自由运行,可靠性指标,平均故障间隔时间（MTBF）： 10万小时； 平均故障修复时间（MTTR）： 1.5小时； 可信度： 99.9985%； 年均故障时间： 8分钟。,各部件/模块指标,TMB 每个最大完成4天线上行、下行信号的放大。 TTRX 每个TTRX模块可提供最大4天线、最多6个连续载波的处理能力。 TBPA 每块TBPA单板可提供最多3个载波、8天线的基带处理能力。 BIIA 每个BIIA支持8个E1，2个STM-1光接口。,Node B系统概述 Node B系统结构 Node B技术指标 Node B配置与组网,课 程 提 纲,常见组网方式链形,链形组网 链形组网适用于一个站点级联多台Node B的情况，例如呈带状分布且用户密度较小的地区，可以节省大量的传输设备。由于信号经过的环节较多，线路可靠性较差 。 在物理上，Node B通过级连的方式相连；在逻辑上，各Node B仍就是独立的,常见组网方式星形,星形组网 由于组网方式简单，维护和施工都很方便，适用在城市人口稠密的地区。信号经过的环节少，线路可靠性较高,常见组网方式树形,树形组网,常见组网方式环形,环形组网 环型组网有两套互为备用的链路,主要单板性能指标,a）单个基带处理单板TBPA处理8天线的载波能力是3个 b）单个TTRX模块可以支持单扇区6载波4天线 c）两个TTRX模块可以支持单扇区6载波8天线 d）每块IIA可以提供2个STM-1光接口和8路E1 e）单个TMB模块可以支持单扇区6载波4天线 f）两个TMB模块可以支持单扇区6载波8天线,影响ZXTR B30配置的几个因素,工作频段 (1880 MHz1920MHz ; 2010 MHz2025MHz ; 2300 MHz2400MHz ) 是否为简配。在简配条件下，没有TCCB单板 扇区数NS 每扇区支持的载波数NC 每扇区支持的天线数NA BCCS和TCCB是否工作在主备方式下,典型配置1简配,典型配置3扇区每扇区3个载波和8个天线,典型配置3扇区每扇区6个载波和8个天线,
