WCDMA数字产品技术建议书.doc

wcdma数字产品技术建议书（工程技术人员指导版）网优研发中心技术规划部2010年1月1 数字技术介绍wcdma数字直放站技术是在传统模拟直放站的基础上对射频信号进行数字化处理。传统直放站的无线信号远距离传输系统一般都采用模拟传输技术。其中，模拟光纤传输系统就是其中采用比较多的一种。由于模拟光纤传输方式存在固有噪声叠加的缺陷，导致远距离传输和分区传输的动态范围下降，大动态范围的信号覆盖问题。数字直放站是一类新型的网络优化设备，相对于传统的模拟直放站而言，数字直放站通过将传输信号数字化以及信号处理数字化，不仅误码率更低、传输带宽更宽、传输距离更远，获得了性能上的改善，更重要的是数字直放站丰富了组网方式与监控功能（前后端互控），实现了光纤时延的自动或手动调整，避免出现重叠覆盖的时延干扰问题。并且还实现了模拟设备所不具备的上行底噪抑制、自动载频识别、上行信噪比估计以及数字削峰与预失真等功能。2 数字技术原理2.1 wcdma数字光纤直放站近端远端设备在接入端（rec）由耦合器引入基站信号，由覆盖端（re）完成无线信号的覆盖。从基站耦合的下行信号在接入端经放大、滤波、下变频到中频后，进入数字处理单元变为数字信号（cpri协议数据包），再经过电/光转换，将其调制到光信号上，通过光纤传送到覆盖端；覆盖端经过光/电转换，解调出数字信号，该信号经数字处理单元转换为中频信号，然后经上变频到射频，经滤波、放大后，通过功放和重发天线发送给移动台；反之，覆盖端重发天线接收到移动台发送的上行信号，进行低噪声放大、下变频、放大、滤波后变为中频信号，然后进入数字处理单元变为数字信号（cpri协议数据包），再进行电/光转换，将其调制到光信号上，通过光纤传送回接入端，接入端先进行光/电转换，将光信号恢复成数字信号，该信号经数字处理单元转换为中频信号，然后经上变频到射频，经滤波、放大后发送给基站。其中，fpga部分主要完成数字下变频（ddc）、数字上变频（duc）、i/q变换、数字滤波、时延调整等功能。2.2 did系统数字设备did（digital integrated distribution system）即数字综合分布系统， did系统是基于数字中频光传输和数字移频技术的综合性传输及覆盖系统。其主要包括近端接入单元（lau-local access unit ），中继覆盖单元（rcu-relay & coverage unit ），光传输覆盖远端（oru-optical remote unit ）和移频传输覆盖远端（sru-shift remote unit ）。did系统原理：1、近端单元将基站信号以射频口引入，在下行通道中，近端机通过耦合器直接耦合或通过空间耦合的方式将来自基站的下行信号馈送入双工器，经rf模块后由下变频器将其下变频到中频信号，然后经a/d变换器变换为数字中频信号，由数字处理单元将其经过数字信号处理后，按一定帧格式打包成串行数据，再经数字光收发器由光纤传输到中继覆盖单元或光传输覆盖远端；上行为逆过程。2、中继覆盖单元分为两个部分，中继传输部分和覆盖部分。覆盖部分系统原理为数字光信号经光收发器引入后，由数字处理单元解帧，再由d/a变换器将其恢复为中频信号，再经上变频单元将其上变频到射频，最后经发射机、双工器以及天线发射至覆盖区域。上行为逆过程。3、数字处理单元可同时将数字信号经由数字光收发器以总线形式将数字光信号传输至另一台中继覆盖单元或光传输覆盖远端。中继传输部分信号由覆盖部分数字处理单元引入，数字处理单元将数字信号送入中继传输部分的数字移频单元，经数字移频单元处理后进入上变频单元，变频至中继传输频率后经由发射机，双工器以及天线发射至移频远端接收区域。4、光远端原理为数字光信号经光收发器引入后，由数字处理单元解帧，再由d/a变换器将其恢复为中频信号，再经上变频单元将其上变频到射频，最后经发射机、双工器以及天线发射至覆盖区域。上行为逆过程。5、移频远端原理信号由移频接收天线引入，经双工器后由低噪声放大器放大，然后进入数字移频单元，经数字移频单元处理后还原为原信号频率，然后经由发射机、双工器以及天线发射至覆盖区域。3 关键技术特点描述3.1 wcdma数字光纤直放站1、 数字滤波功能采用数字信号处理技术，增强对带外噪声和干扰的抑制，大大降低了功耗，减小设备体积；而且载频数和载频频点可以通过监控软件任意设置，维护方便。并可通过软件升级扩展设备功能。2、 底噪抑制功能低噪抑制所要解决的问题是，在系统没有用户情况下，关闭设备上行链路，减少无用信号对基站的干扰。3、 时延调整功能时延调整包括上行时延调整与下行时延调整。上行时延调整的功能是，对于同时进入了两个或多个远端的任一个上行信号，无论以何种方式组网，都保证该信号的多个样本在经过多个远端后同时到达近端。下行时延调整的功能是，保证下行信号在每一个覆盖端的天线端口是同步的。因为在级联时，各段光纤长度不一致，如果要保证上述上下行的同步性，则需要将所有远端的上下行按最远的远端对齐；4、 分集功能我公司产品能够提供分集接收功能，原理图如下：大功率广域覆盖的数字光纤设备提供上行分集通道，可有效地提高接收灵敏度。5、 组网能力采用数字信号处理技术实现数字光纤传输的gsm数字光纤拉远grru可以支持更远的传输距离（如不考虑系统影响可拉远40km以上）；实现较模拟光纤传输光纤拉远更加丰富、灵活的组网方式，如星型组网、链型组网、环形组网等；覆盖拓扑的远端机支持更多数量（参考数字处理能力）。a、 星型组网b、 链型组网c、 环型组网d、 混合组网e、 树形组网3.2 did数字系统设备1、 强大的组网能力：可以用使用各种灵活的组网方案应对各类覆盖场景，如较复杂的山区，传输受限的小区覆盖，边际网中需要对周边进行补点覆盖的复杂区域等。2、 系统噪声更低：经过数字化后，无加载在光信号上的射频信号衰减从而降低了系统增益，光传输部分带多台中继覆盖端或光远端时噪声不累加；上行时隙静噪技术使无话务的覆盖区内白噪声也可以被抑制；从而使整个系统的噪声更低，系统指标更优异。3、 自动时延调整：由系统自动检测系统结构，自动增加时延补偿，调整中的移频传输功能，使整个系统在需要的情况时可以成为一个移频载波池。可灵活调用网络资源，提高资源使用率。4、 先进的中继传输技术：移频部分中继传输采用了先进的压扩技术，在需要时可将中继频率变更到传输能力更强，更适用于复杂地理环境的400m或220m来进行传输。5、 更稳定的系统性能：1、 全数字化的技术大幅减少了有源器件的数量，使得设备的范围包括整个组网系统中所有的中继覆盖端（rcu）、光远端（oru）和移频远端（sru）；自动调整系统时延，消除时延色散的影响。4 主要运用场景及解决方案4.1 wcdma数字光纤直放站1、 道路信号覆盖该系统主要适用于铁路、高速公路、普通道路等带状覆盖需求的区域覆盖。数字光纤拉远系统功率大，覆盖效果可以和基站相比较，成本低，投资性价比高。利用链型组网可以克服多小区引起的高速环境情况下切换频繁的问题，满足高速覆盖重叠切换要求。适用于铁路多弯道、隧道较长且密集的区域。2、 解决基站选址难的问题数字光纤拉远系统还可以解决目前网络优化中存在的一些问题，如：城市中新建基站站址选择难和老基站搬迁问题；目前建站面临以下难题：站点选址难；基站系统供电功耗大；系统造价高等。大功率室外数字光纤拉远系统是一种基站远端射频系统的解决办法，可以有效解决目前建站难的难题。该系统具有网络设计灵活多样、组网方式简单快捷、系统可靠性高、系统扩容方便等特点。3、 热点区域话务分担应用一些热点区域话务量大，原有系统很难满足需求，可以考虑使用数字光纤拉远系统把较闲的基站载频资源搬移进来，分担原区域的话务压力。通过数字光纤拉远系统，可以提高现有资源的使用率。4、 边远村落覆盖应用在城市的郊区和乡镇等地区，话务量相对于密集城区和一般城区低一些，但要求室外的连续覆盖。在这种区域的中心地带，运营商是有机房和传输资源的；在区域的周边地带则机房资源严重不足，根本无法保证普通基站的安装条件。针对这种情况，数字大功率光纤拉远可以很好地解决此类地区的覆盖。我们可以在郊区或乡镇的中心地带具有机房条件的地方架设拉远型宏基站，满足中心地带本地的覆盖和容量需求；同时通过射频拉远接口，可以在周边地区架设射频拉远设备光纤拉远，通过光纤直联到宏基站的射频拉远接口，共享本地单元的基带处理能力，实现郊区和乡镇周边区域覆盖。拉远的射频模块光纤拉远采用压铸模设计，重量轻、体积小，支持室内和室外方式，满足各种应用环境的安装。这种解决方案，充分考虑了郊区乡镇低话务地区的实际情况，降低了建设成本和运维成本。一方面实现了良好的广域覆盖，另一方面实现了低成本快速建网，优势是非常明显的。4.2 did系统数字设备did系统具有强大的组网能力，可以同时在光传输和移频传输上结合进行组网，并且支持目前覆盖组网方式中的各种连接方式，如串行、并行、混合、 环形、串行移频、并行移频等。各种组网方式的灵活组合可支持各种复杂的传输和覆盖环境，降低网络覆盖难度，加快网络覆盖建设周期。可广泛应用于风景游览区、村村通、山区等复杂的传输和覆盖环境。1、 光传输部分多路并行连接 、多路串行连接 、光混合连接 、光环路连接 2、 移频传输部分一点对一点方式 、一点对多点方式3、 综合组网 综合组网是指将光传输方式和移频传输方式结合使用，使涉及到的所有设备形成一个完成系统的组网方式。在综合组网中，可以将光传输网看做系统的骨干网络，在其任何一个节点上的光远端（oru）设备均可使用中继覆盖端（rcu）设备替代它。并且在中继覆盖端（rcu）设备后通过中继频率连接一台或多台移频远端（sru）。5 工程人员技术手册（调试与开通）5.1 设备调试5.1.1 调试工具开通新站或问题站点的故障排除需要准备以下工具：l 笔记本一台（安装有terminal终端调试工具）；l 频谱仪；l 光功率计；l fc/pc光跳线若干；l rs232串口调试线一条；l 各类型衰减器若干；l wcdma测试手机；在调试之前，应首先确认设备是否升级到最新程序，如没有，应首先升级设备。5.1.2 调试步骤调试步骤如下：1、 在机房里查看近端机扇区耦合连接是否按要求且无连接错误（注意几个扇区之间的顺序）。确认事项：连接馈线接口处是否接牢固，耦合器是否接反、无源器件功率规格是否匹配，衰减器衰减量是否足够，负载功率规格是否满足要求。在使用分集通道的设备时，首先要检查主集与分集的馈线是否连接正确，确认没有互相连接颠倒的情况。最后，要求进入近端机的下行的输入信号不超过-12dbm左右；2、 查看数字板光纤连通指示灯是否点亮（可能需要等几分钟，但不会超过10分钟），如常亮，说明前后端数字板之间光路是连通的；如不能正常点亮则说明光路可能存在问题，可利用光功率计进行检测，一般出光侧测得光功率在-5dbm左右，入光侧测得光功率不低于-10dbm，如果是出光测功率过低，则更应换光模块，如果是入光侧光功率过低，则应检查光纤本身问题。对于分集的设备，首先应确定光纤没有接错，方法是：若主通路的光纤错接到分集通路中，数字板光纤连通指示灯虽然是好的，但是前后端不能通信（查看近端设备的4.0监控板的前后端连通指示灯，若常亮说明前后端通信不正常）； 3、 设备连通后，用频谱仪在前端进行上行底噪测试，确认不存在上行底噪过高的问题，一般底噪是在-70dbm左右，若测得底噪水平明显高于以上数值，则可以判明数字板存在问题，需要更换数字板。4、 当确认设备连接完毕且前后端通信正常之后，就可以用笔记本电脑进行参数配置了。对于数字光纤宽带设备，需要查询或设置的参数有：射频信号开关状态，上、下行衰减值。其中，上行衰减值、射频信号开关状态应在远端设置，下行衰减值建议在远端设置： 衰减值的设置原则一是上下行平衡（保持pb满足要求），二是尽量在信号较大处进行衰减（避免引入过量的噪声）。在做好以上准备工作后，设备就可以正常工作了。这时使用测试手机在覆盖区进行手机测试。主要看通话质量、手机接收电平、手机发射功率是否满足要求。 5.2 工程实际调试开通指南1、 检察光模块和跳线数量，研发供货设备标签为白色打印纸质，光模块和跳线按照一拖二链型配置在设备中配齐。生产供货设备标签为金色，光模块和跳线均按照一拖一配备，其余光模块数量由成品仓统一发货，所有光模块（对）和跳线（根）应该与需求的覆盖端数量一致。2、 数据线，数据线为通用数据线，由网优生产提供，办事处可根据需求数量下单生产。 编码：200000000006 rs232转接线（军用防水插头fqn14-7tk-8转db9）光纤连接上以后，接入端可以提取任一台覆盖端参数，每台覆盖端都有独立的rs232串口，也可独立提取，数据线相同。3、 接入端默认为光口1链型连接，外部连接光纤口1。覆盖端防水尾缆通过光纤口进入设备，内部有两个适配器支架，可自由支配，用作与上、下级级联。4、 观察近、远端机中频板各指示灯状态，判断链路锁定指示灯正常（注意：链路指示灯仅表示当前端口已连接设备锁定情况；如当前端口没有连接设备，指示灯状态为灭）；如果链路不能锁定，再次检查各尾纤接口无误，并使用光功率计检查光纤链路，确认光收发情况；主机中频板：da锁定状态，灯亮表示锁定移频模块锁定状态，灯亮表示锁定图5.3-1近端机中频板指示灯状态说明注意：当链路失锁、移频模块失锁、或者da失锁时射频信号都不能正常输出，避免对网络造成干扰。从机中频板：da锁定状态，灯亮表示锁定移频模块锁定状态，灯亮表示锁定图5.3-2 远端机中频板指示灯状态说明注意：当pll失锁、链路失锁、移频模块失锁、或者da失锁时射频信号都不能正常输出，避免对网络造成干扰。5、 调试方法：调试工具为terminal.exe，正是转产后会发布最新terminal。设备配备4.0监控单元，监控单元信息的提取通过rs232接口。点击图标启动国人终端测试工具terminal进入调试界面。图1在版本选择中选择“适用于3g模块/整机”。如果是首次安装terminal，请向管理员索要密码（密码：guorensoft）。进入后先设置主菜单中的系统设置项。在系统设置中以下几点配置必须正确：l 使用串口：串口端口必须正确，默认为com1，根据实际情况下拉菜单选择。l 波特率为9600bit/s。图2设置完成后点击“打开”打开串口，如果打开失败，请检查是否有其他应用程序占用串口。打开串口后建议先做整机扫描，点击人机界面下方整机参数整机扫描，如图3。在此页面可以更改设备型号和生产序列号，此页面参数使用中移网管协议测试工具是不允许改动的。l 主机地址出厂时默认为“0”，从机地址默认为“1”。安装时根据实际需要将各从机地址在网管参数页面设置不同地址，从机地址不允许重复。设置范围：1255l 主机机器代码：01354005；从机机器代码：01364005设备信息：图3做级联调试时需要设置网管参数界面，如图4所示。设置项如下：l 从机设备个数和从机设备编号。从机设备个数是一台接入端所带的所有覆盖端的总和数量，从机设备的