BTS的基本结构(中文版手册).doc

第一章 BTS的基本原理1 基本结构1.1 系统配置SCBS-408L硬件由4个功能块组成。BTS控制模块BTS控制模块对BTS进行操作和维护。同时，它连接BTS和BSC，提供BTS处理器之间的通讯。它同时产生和提供BTS必要的时钟。信道单元模块信道单元块将来自BTS控制块的基带信号调制成IF信号；它将从收发模块收到的IF信号解调成基带信号，并且转换成ATM信元传输到BTS的控制模块中去。收发功能模块收发块上行转换从信道处理块收到的IF信号为CDMA信号，下行转换从RF块收到CDMA信号为IF信号。RF模块RF块通过天线与MS无线连接，过滤收/发带内信号。为了执行这些功能，RF过滤从收发块中收到的信号，取得同步后发给天线。它过滤天线收到的信号并放大，将信号分配到收发块。辅助设备SCBS-408L配有各种辅助设备来提高BTS性能，操作、维护和维修。SCBS-408L的结构如下：BSIABCBCell busBCPABETASTM-1BSCCell busBCAACell busCell busATM E1/T1BRAAGCRUBTMA*BPDAOIMUORUTFCATFMUTRXALVDS ATMCEBCEMA CECACell busBCAAGCRUTx/RxCECABRAAIFDACD busTxTRXA(Tx/Rx) x6OIMUTx/RxRFBTxTXCATxPAURxRXDUFEURx(Tx/Rx) x6TxHPBATRBBCB : BTS Control BlockCEB:Channel Element BlockTRB: Transceiver BlockRFB: RF Block图 1.1 SCBS-408L 结构 ABBREVIATIONS BCB-BTS Control Block BCBB-BTS Common Back BoardCEB-Channel Element Block CEBB-Channel Element Back BlockTRB-Transceiver BlocKTRBB-Transceiver Back BlockRFB-RF Block(Radio Frepuencu) BCAA BTS Common Alarm board Assembly BRAA BTS Rack Alarm board Assembly BCBB BTS Common Back Board BETA BTS ATM E1/T1 interface board Assembly BCPA BTS Control Processor board Assembly BS1A BTS STM-1 interface board Assembly BCAA BTS Common Alarm Interface Board Assembly BPDA BTS Power Detector Board Assembly BTMA BTS Test Mobile Board Assembly CEBB Channel Element Back Board CECA Channel Element Control board Assembly CEMA Channel Element Multimedia board Assembly GCRU GPS Clock Receive Unit FEU antenna Front End Unit. FRDP Frequency Receiver and Distribution Panel IFDA IF Digital board Assembly. PDP power Distribution Panel. PAU Power Amplifier Unit. RXDU Receiver Distribution Unit. SDP-T Samsung DC/DC Power-T. HPBA Hopping Pilot Beacon Board Assembly. TFCA TFB Control Board Assembly. TRXA Transceiver board Assembly. TXCU Transmitter Combiner Unit. LPM Line Protection Module. OIMU Optic Radio Unit Interface Module Unit. TFMU Tower mounted Front-end Module Unit. ORU Optic Radio Unit1.2 信令流程1.2.1 呼叫处理流程SCBS-408L执行呼叫处理，BCP，CIP（信道接口处理器），CEP（信道单元处理器）应该协同工作。BCP在SCBS-408L上提供总的控制，执行上层呼叫处理。CIP在BCP的控制下分配信道单元，CEP控制信道单元执行CDMA信号的调制/解调。CIPBSCBCPMSCDCNPDSNCEPSCBS-408LMS图 1.2 呼叫处理流程呼叫建立源起呼叫建立如下流程。MS在控制信道上要求BTS建立呼叫呼叫建立请求通过CEP，CIP，BCP发到BSCBSC通过与MSC和HLR相互配合工作，检测源起用户的有效性，查看MSC的呼叫资源指导BSC建立呼叫BSC分配内部资源，指导BCP分配信道 BCP传送信道分配，指导CIP，CIP控制CEP分配信道CEP通过天线发送呼叫信号给MS，当MS在接入信道上发呼叫信令响应时，呼叫建立完成呼叫处理SCBS-408L中，语音和数据呼叫分别用不同的MODEM处理。源起语音呼叫处理流程如下。源起语音呼叫处理是被叫呼叫的相反过程MS发送业务信号给BTSCEP信道处理接收的数据，将其通过CIP发送到BCPBCP通过I/O块（BETA，BS1A）发送数据到BSCBSC发送语音呼叫和电路数据呼叫到MSC和分组数据呼叫到PSDN1.2.2 网络同步流程SCBS-408L的网络同步流程如下：BCBBCPABETA / BSIAOIMUCEBCEMAIFDACECATRXATRBFRDPFRDPTOD (RS-485)4.096 MHz, 1.544 MHz (Pesudo-ECL)29.4912 MHz, Even Second (Pesudo-ECL)29.4912 MHz, Even Second, 12.5 MHz(80msec) (LVDS)10 MHz (Sine wave)GCRU图1.3 网络同步流程GCRU从GPS接收时间和位置信息, 并产生10MHz, 29.4912MHz, 4.096MHz, 8kHz, 1.544MHz 和偶数秒各种同步信令信息GCRU 提供 4.096MHz, 1.544MHz 给BETA 和BS1A, 和偶数秒信令29.4912MHz 和29.4912MHz 给 BCPA 和CECA, 和 10MHz 给 RXDU.CECA 补偿从GCRU收到的时钟, 并提供29.4912MHz, 偶数秒, 当有12 CEMA 和4 IFDA提供12.5MHz. 它也提供系统时钟和偶数秒给HPBA.FRDP把从GCRU收到的10MHz时钟 提供给OIMU, HPBA 和TRXA, 和各种辅助设备。另外，GCRU发送天，小时信息给BCPA。它以UART传送模式传送TOD信息。1.2.3 报警流程SCBS-408L的故障信息和重置信令流程如下所示：CCBBCAACEBBPDATRBfault Informationfault Information ReportBETABCPAGCRUTFCAOIMUPAURFBTRXAIFDACECACEMAFEURectifier/BatteryTFMEnvironmental AlarmBSCBRAA图 1.4 报警流程BCAA 收集各种故障信息诸如每个机架上板开，误操作，电源故障，通过UART(RS-485)向BCAA发送这种信息。BCAA 从BRAA收集故障信息，将它报告给BCPA。BCPA 报告这种消息给BSC当故障发生在SCBS-408L和BSC之间的中继上时，BCAA能用内部MODEM连接电话线，将故障报告给BS-LOM（BSM）。同样，BCAA在BCP的控制下发送重置信号给每块板。1.2.4装载流程装载是下载软件执行文件和高层系统所需数据的过程，因此系统处理器和设备能执行它们独特的功能。SCBS-408L初始化时装载过程如下：图 1.5 SCBS-408LBSCLower ProcessorBSMBCP系统装载流程BS-LOM(BSM) 通过BSC初始化BCP (BTS 控制处理器)。BCP 在BSC上软件下载情况下初始化低层处理器SCBS-408L软件升级是通过版本升级，块替换或软件范围基础部分程序修改来执行的。为了最小化业务的影响，如果板冗余的或是用非可变的存储器时，这种程序升级的装载处理是在备用侧执行的。一些程序下载存存储变化后的程序是在重启时操作和替代成更高的版本。SCBS-408L中转载的程序信息可在BS-LOM（BSM）输出窗口（系统输出窗口）中看到。1.2.5操作和维护信令流程SCBS-408L收集系统数据（统计，状态，故障等）并将BTS数据报告给BS-LOM（BSM）。BS-LOM（BSM）显示它们到系统输出窗口或告警状态窗口。因此，操作员能在办公室检查系统状态。SCBS-408L每5分钟收集统计数据，每小时，每天报告给操作员，其它操作和维护事件实时报告。SCBS-408L的操作和维护信令流程如下：图1.6 SCBS-408LBSCBCPLower ProcessorsBSM操作和维护信令流程低层处理器报告各种数据（统计，状态，故障）给BCP。 BCP从低层处理器报告数据给BSCBSC从BCP中报告数据给BS-LOM(BSM).2详细结构2.1 BTS 控制块2.1.1 BTS控制块功能BTS控制块在BTS上操作，执行维护和修理。另外，它连接BTS和BSC，提供BTS处理器间的通讯路径。它也产生和提供BTS所需的时钟。主要特性l 用ATM与BSC接口l BTS呼叫处理控制，操作和状态管理l 网络同步产生和提供l BTS故障处理l BTS性能测试l 容量对BSC接口，每块板容纳总共4个STM-1线和16个E1/T1线。每块高达4个信道处理控制块和收发块提供MAP连接口BSIABCBCell busBCPABETASTM-1BSCCell busBCAABPDABTMATFCAOIMUMICell busLVDS ATMCell busATM E1/T1CECACEBBRAAPSTNFEURFB*FEUTFM*Optic Radio UnitORU*Optical CableMAPclockTTLGCRUBSM Auxiliary Device and optional*Tx TrafficRx Traffic图 1.7 BTS 控制块接口2.1.2 BTS 控制块配置BTS控制块如下配置:RFBCEBBCBSBR2TRBRFBCEBCEBTRBSBR1SBR3CEBTRBTRBRFB图 1.8 BTS控制块配置板名数量功能GCRU2时钟产生和分配BETA2BSC 用 ATM E1/T1接口BS1A2BSC I用STM-1接口BCPA2普通呼叫处理，操作和状态管理BCAA1故障收集和处理BPDA(1)可选项，辅助设备BTU模块TFCA(1)可选项，辅助设备TFM模块BTMA(1)可选项，辅助设备BTU模块OIMU(2)可选项，辅助设备光中继模块BCPA, GCRU 为了可靠性而冗余。GCRU（GPS时钟接收单元）GCRU接收从GPS来的3维方向位置信息和时间信息 ，产生10Mhz，产生系统时钟(29.4912MHz), 偶数秒(0.5Hz), 参考时钟(10MHz) 和使用产生的10MHz网络同步时钟(4.096MHz, 1.544MHz, 8kHz) 。GPS提供的时间信息TOD发给BCPA，系统时钟和偶数秒提供给BCPA和CECA，参考时钟发给CECA，用于同步或频率产生。网络同步时钟提供给BETA和BS1A以维护到BSC的同步。在信号不能从GPS收到时，时钟在板内被保持30分钟/8小时/24小时（根据GRCU的类型）。GRCU通过活动/备用来提供冗余。当系统重启或发生故障时，时钟提供不精确情况下，时钟提供也是如此。BETA（BTS ATM E1/T1接口板编译器）BETA提供到BSC的接口。对这个功能，BETA通过E1中继和T1中继与BSC相连。BETA执行ATM适配层的AAL5通过BSC处理IPC，也对业务数据传输执行AAL5（信令和控制）或AAL2（语音）。BETA能在不改变配置的情况下，有选择地使用E1或T1模式，每块板提供高达8个E1/T1。BS1A（BTS STM-1接口）BS1A执行ATM适配层的AAL5通过BSC处理IPC，也对设备数据传输执行AAL5或AAL2。）BS1A提供给BSC接口与同BETA一样。然而，BS1A与BSC通过STM-1线相连。 BS1A执行ATM适配层的AAL5通过BSC处理IPC，也对业务数据传输执行AAL5或AAL2。每个口提供2个STM-1类型口。BCPA（BTS控制处理器板编译器）BCPA是SCBS-408L中执行最重要角色的板。BCPA管理BTS中所有的硬件和软件管理，并通过BSC报告消息给BS-LOM（BSM）。同样，它分配BTS资源，执行BTS内呼叫处理。通过连接PC到BCPA，MAP可被使用。MAP提供维护和修理BSC的离线接口。BCPA为可靠性采用活动/备用方式来提供冗余。当活动的BCPA失败时，两个板的平行连接切换到备用侧。BCPA采用ATM信元业务控制公共控制块中的每个板。通过LVDS控制信道单元块的CECA。BCPA也在信道单元的BETA，BS1A和CECA间传送话务数据。 BCAA(BTS告警收集板)BCAA从信道单元块的BRAA接收每个机架的状态和故障报告，并且根据从BRAA收到的BCAA的环境信息控制到块的整流器或恢复功率。当从BS-LOM（BSM）收到远端重置命令时，它也重置BTS。通过电话线指导中继测试。DCP能被连接到BCAA提供的以太网上以输出各种数据。另外，BCAA管理辅助设备的故障诸如光中继或TFM。BPDA（BTS功率测试板编译器）BPDA是BTU的一个模块，辅助设备，测试BTS的操作。TFCA（塔装前端控制板编译器）TFCA是TFM的一个模块，辅助设备。BTMA（BTS测试手机板编译器）BTMA是BTU的一个模块，辅助设备。OIMU（光接口模块单元）OIMU是光中继的一个模块，辅助设备。 2.2信道单元块2.2.1信道单元块功能信道单元块调制基带信号，它通过BSC和BTS控制块传输变为IF信号；解调IF信号，与基站信号的收发块通讯，并且将它适配到ATM小区，发送到BTS控制块。主要特性l 基带信号和IF信号的调制/解调(12.9MHz)l CDMA信道分配和信道处理l DA（数模）转换和AD（模数）转换l 收集和报告硬件报警和各种环境报警l 容量l 对语音信道，每块可以容纳高达648个信道（12信道卡*54信道）l 全向模式时，可处理12CDMA载波l 3扇区模式时，可处理3CDMA载波，可以用OTD处理BCBBCPABCAACEBBRAATRBLVDS ATM TTLATM Cell busCECAECACD- busTRXATXCACEMAECAIFDAECATx TrafficRx Trafficl 6扇区模式时，可处理3CDMA载波，不可以用OTD处理图 1.9信道单元块接口2.2.2信道单元块配置BCBCEBSBR2TRBSBR1SBR3RFBTRBRFBTRBTRBRFB信道单元块如下配置：图 1.10信道单元块配置板名数量功能CECA2TRXA 控制CEMA, IFDA和收发块CEMA12信道卡上的信道处理，语音和数据信号IFDA4基带信号和IF信号之间的信号转换BRAA1故障收集，报告给BCAACECA（信道单元控制板）CECA采用ATM信元总线，处于BTS控制块BCPA和CEMA之间，分配CEMA资源（信道单元）。CECA与收发块中的TRXA相连，采用CD总线对该板进行控制。另外，CECA分配系统时钟，偶秒和参考时钟，它是从GCRU收到的，发给CEMA，IFDA和TRXA。CEMA（信道单元多媒体板）CEMA是SCBS-408L中指导信道对语音信号和数据信号进行处理的信道卡。在信号传输的情况下，CEMA被CECA控制来分配信道资源诸如寻呼信道，同步信道，业务信道，控制信道等，并且以扇区或CDMA载波划分将信号传输到IFDA。接收信号时，CEMA解调IFDA中的PN码和Walsh码，并将它们以ATM信元总线方式传到CECA。CEMA对语音信道来说，每块板容纳54个信道。IFDA（媒介频率数字板）IFDA将从CEMA中收到的数字基带信号转换成模拟IF信号并传送给收发块中的TRXA。IFDA转换从TRXA收到的模拟IF信号为数字基带信号并以扇区和CDMA载波的划分将信号传到CEMA中。当模拟信号转为数字信号，执行自动增益控制。IFDA能够处理6 路Tx信号和6路 Rx信号。当SCBS-408L在3扇区模式下操作，它为了实现OTD，每个扇区传送两路Tx信号到FEU；为了实现分集接收，3个扇区分别有2路Rx信号。当SCBS-408L在6扇区模式下操作，它的每个扇区传送一路Tx到FEU，每个扇区分配一个天线,共处理6路信号。因此，6扇区模式中不采用分集形式。BRAA（BTS机架报警板编译器）BRAA周期性地收集RF块的PAU报警和环境报警，收发块的TRXA和CECA，CEMA，信道处理块IFDA信息。BRAA将这些报警发给BTS控制块的BCAA。BRAA接收和执行BCAA来的板重置命令。2.3收发块2.3.1收发块的功能收发块上行转换来自信道处理块的IF信号转换为800MHZ频段的CDMA信号。下行转换来自RF块的CDMA信号，将其转成69.99Mhz的IF信号。主要功能l 上行的IF信号转换为Tx RF信号，频率带宽为(869MHz894MHz)l 下行Rx CDMA信号转换成IF信号，频率带宽为(824MHz849MHz)l 控制小区覆盖区域（功率衰减控制）l BTS输出的电平调整(2dB)l RSSI指示，Rx路径的TSSI-IFl Tx RF信号的阻塞/解阻塞l 控制Rx RF信号的自动增益控制功能l 按扇区对RF输出信号进行综合l 容量l 每块处理12FA的CDMA全向载波，3扇区3FA的CDMA载波，或6扇区3FA的CDMA载波。CEBCECAIFDATRBRFBPower SupplyCD- busPAUBRAATRXAECASDP-TECAPower SupplyTXCAECARXDUHPBAECAAuxiliary Device and Optional *Tx TrafficRx Traffic图 1.11收发块接口2.3.2收发块的结构TRBRFBCEBRFBCEBCEBCEBRFBBCBSBR2SBR1SBR3图1.12收发块结构板数量功能TRXA12上行/下行频率转换TXCA2综合TRXA的RF输出信号HPBA(1)可选项，单脚导频塔的模块SDP-T2电源供应TRXA (收发板编译器)TRXA接收来自IFDA中频信号处理块的模拟IF信号，上行频率转换到RF带宽，传送到TXCA，经RF放大器对信号进行处理，最后通过天线发送出去。另外，TRXA对接收的RF信号进行放大。它通过RXDU通过内部低噪声放大器被接收，然后它下行通过天线和放大器转换为IF信号。IF信号中的附加伪单元被移动和噪声处于不必要的带宽，被压制，因此信噪比增加。这个信令是IFDA的输入。在适合输入IFDA的层次上，通过自动增益控制。一块TRXA能够处理1CDMA载波或一个扇区。一个收发信板能安装多达12个TRXA。为了稳定，应用N+K类型的冗余。但是，如果收发块处理12CDMA载波，不能用冗余。TXCA（发送综合板编译器）TXCA是按扇区对来自几个TRXA的信号进行合并，再将信号传送到PAU。HPBA（单脚导频板编译器）HPBA是一个单脚导频塔模块，它是一个附加设备。SDP-T（三星DC/DC功率-T 类型）SDP-T从PDP提供+27V，将它转变为8V和+5V，在收发块中将它们发送到每块板。2.4 RF功能模块2.4.1 RF块功能RF块通过无线天线连接MS，过滤接收信号的基带并放大信号。主要功能l 放大多载波的RF信号l 压制放大信号中带宽之外的伪信号l 接收RF信号中带宽之外的伪信号l 通过带宽低噪声放大接收信号处理TRBBPDATx TrafficRx TrafficBCBRFBlockTXCATRXAPAUFEUAntennaRXDU图1.13 RF块接口2.4.2 RF模块结构全向类型和扇区类型RF块的安装不同。下图是SCBS-408L用于扇区类型时RF块的结构。全向类型，SBR2和SBR3不同，只有2个FEU被安装。RFBPABFEBCEBTRBCEBCEBTRBCEBTRBTRBBCBSBR2SBR1SBR3PAUPAUPAUPAUPAUPAUFEUFEUFEUFEUFEUFEU图 1.14 RF块的结构板全向类型扇区种类功能SBR1SBR1SBR2SBR3PAU6612-放大接收信号FEU26-连接天线来传送收发信号PAU (功率放大单元)PAU放大信号，它从TXCA接收，将它发送到FEU。PAU能够放大多载波，应用预失真方法和前馈方法来控制混合调制单元。因为，PAU应该通过最大功率，PAU控制功能从低功率维护宽带的线性。FEU（前端单元）FEU在RF信令带宽之外抑制伪发射信号，它在PAU中被放大，通过天线被传送。此外，FEU从RF信号带宽之外抑制伪信号。它是通过天线接收的，在收发块中将它传送到TXCA。发送信号处理在FEU的TBPF（发送带通过过滤器）中执行，接收信号处理在RBPF（接收带通过过滤器）中执行。实际上，TBPF和RBPF综合形成一个双向器。接收RF信号是通过RBPF处理的，通过LNA（低噪声放大器）发送到每个架子的RXDU。一定的接收RF信号被展开去测试RF信号，通过FEU在BTS控制块中发送给BPDA。因为FEU支持1扇区（在全向方式，1CDMA载波），一个模块连接一个天线。在扇区模式，安装6个FEU。然而，在全向方式，只安装2个FEU。在全向或3扇区方式，支持接收分集，在6扇区方式下，不支持接收分集。RXDU（接收分配单元）RXDU安装在SCBS-408L的每个机架的后部，分配RF信号，从FEU中接收，在收发块中将它发送到TRXA。另外，RXDU在BTS控制块中在GCRU接收10MHz并将它传送到TRXA和OIMU。辅助设备1）BTU（BTS测试单元）BTU是用来诊断状态和测试SCBS-408L功能的设备。它执行如下功能。l 传送输出测量这是测量和监视信号水平的功能。它周期性地从SCBS-408L传送到MS。如果发现故障，将显示合适的信息给操作员。l 天线的测量VSWR这是周期性地监视传输天线和电缆的故障的功能。如果发现故障，将显示合适的信息给操作员。l 收发功率的跟踪环（TPTL）当BTS处于操作状态，它传送根据传输路径上任意设备的反对改变后的功率。这个功能周期性地校准传输输出来维持正常的传输水平。如果发现故障，将显示合适的信息给操作员。l 传送测试呼叫功能采用测试模式，本功能用来产生测试呼叫并定位前面产生的呼叫。如果测试呼叫发生故障，将显示合适的信息给操作员。l 接收测试呼叫功能（SO2 , SO9）采用测试模块，本功能用来通过选择的BTS的信道测量语音质量和呼叫状态(FFER & RFER) 。它采用BTU通过BS-LOM（BSM）来执行。在本测试中，CDMA载波/扇区的收发路径能被检测到。本测试的结果显示给操作员。此外，本功能用来执行环回来返回业务选项2/9数据，它直接从BS-LOM（BSM）到BS-LOM（BSM）传送。l 诊断接收路径本功能用来通过TRXA传输标准化的RF信号和从BTU到TRXA输入端考虑损失后测量和比较这个信号。测试中，从BTS直接偶合到TRXA输入端的故障可被监视。l 测试信道单元BTU周期性地检测信道单元解码器和解调器的状态。如果解码器和解调器出现故障，它将显示给操作员。l 测试正交信道噪声模拟器BTU在话务信道上执行OCNS功能，并显示结果给操作员。CDMA系统中，如果忙信道数增加，由于有更多的干扰，覆盖减小。OCNS功能用来传送随机Walsh码以强制增加忙信道数。它用来在最小化小区覆盖中优化切换。l 测量BTS RSSI水平BTU测量RSSI值，它是通过TRXA收到的，并将它显示给操作员。BTU的结构BTU由BPDA和BTMA组成。两种类型的板都安装在BTS控制块中。BPDA (BTS功率检测板编译器)BPDA是BTU的主要功能板，测试BTS的操作状态。测试由BPDA周期性地执行或是在需要时根据命令执行。BTMA (BTS测试手机板编译器)BTMA是一个测试手机，它安装在SCBS-408L中，为BPDA提供终端功能来检测BTS功能。2）TFM（塔装前端模块）TFM的功能TFM执行弱信号的低噪声放大，它是从BTS上收到的。因此，接收信号增益增加大约12dB，然后接收敏感度提高。此外，如果TFM被安装，与不安装TFM的BTS相比，基站的覆盖扩展，每个连续速率增加。它也有助于加长MS电池待机时间。TFM的主要需求如下。条目需求链路增益121dB 旁路路损最大2dB输入/输出VSWRTx 1.3:1, Rx 1.3:1噪声指数最大2dB插入损耗最大0.7dBTFM的结构如果TFM建立，TFCA和TFMU应被应用。TFCA (塔装前端控制板编译器)TFCA从PDP提供27VDC，并将其转换为12VDC，最多提供6个TFMU的功能。此外，TFCA为了检测TFMU的故障执行监视功耗的功能。如果TFMU