TD-SCDMA系统仿真软件中进行TD网络的OMC配置、调试与实训

1、实践训练TD-SCDMA仿真系统的实践训练一、实训内容1.TD-SCDMA的基本原理2.RNC、NodeB设备的介绍3.TD-SCDMA仿真系统结构。二、实践训练的目的和要求掌握TD-SCDMA的基本原理2 .熟悉RNC、NodeB的设备结构掌握TD-SCDMA模拟系统的构成、故障诊断的方法。计划会议： 30个会议三、实际训练器具电脑(1台)、TD-SCDMA模拟软件(1套)。四、基本原理1.TD-SCDMA技术TD-scdma (时分同步多址)时分同步码分多址技术是ITU批准的四个3G标准之一。 其规范的实质工作主要在3GPP系统下完成，目前最成熟、稳定的规范是R4规范，其基本网络结构如图1

2、-1所示。TD-SCDMA的优点在于，不需要时分双工、对称频率，能够利用零散频带的上行同步、非正交干扰降低、通过与提高系统容量的智能天线进行共同检测来降低多址干扰的时分复用，更期望支持上下非对称业务。TD-SCDMA的缺点是时分系统的不连续发送特性、快速衰落和多普勒效应抵抗能力比FDD系统低的高速移动环境性能差，目前最高120km/h的智能天线和高速处理芯片的支持难以开发，保证了稳定性图1-1 R4的基本网络结构2.TD-SCDMA UTRAN配置和协议图1-2 UTRAN结构UTRAN是TD-SCDMA网络的无线接入网络部分，如图1-2中所示。 UTRAN包括一组无线网络子系统(RNS )，

3、RNS包括一个或多个节点b，NodeB和RNC通过Iub接口与RNS通信，RNC经由Iur接口与RNC通信如图13所示，可以使用包括两个层3面(无线网络层和传输网络层、控制面、用户面、传输网络控制面)的共用协议结构模型来描述UTRAN协议。 其设计思想保证各层的几个平面在逻辑上相互独立，使后续版本的修改变得容易，并将其影响最小化。图1-3 UTRAN通用协议结构模型(1)Iu接口协议Iu接口是连接UTRAN和CN之间的接口，是开放接口。 概念上，CN可以连接到多个RNC，并且该RNC和CN之间的Iu接口可以分成三个域： Iu-CS (电路交换域)、Iu-PS (分组交换域)和Iu-BC (广播

4、域)。 如图1图4所示。图1-4 Iu接头Iu接口主要负责非接入层的控制消息、用户信息、广播信息和控制Iu接口处的数据传输等，具体功能如下所述无线电接入承载(RAB )管理功能：主要负责建立、修改和释放RAB，完成RAB特性参数与Uu承载和Iu承载参数的映射。无线资源管理功能：建立RAB时执行用户身份的认证和无线资源状况的分析，并相应地接受或拒绝该请求。连接管理功能：负责建立和释放UTRAN和CN之间的Iu信令连接，为UTRAN和CN之间的信令和数据传输提供可靠的保证。用户平面管理功能：根据RAB的特性提供与用户平面相应的模式，如透明模式和支持模式，根据模式决定其框架结构。移动性管理：跟踪终端

5、的当前位置信息，对终端进行寻呼。安全功能：在信令和用户数据传输过程中进行加密，审核要验证其完整性的用户的id和权限。(2)Iub接口Iub接口是RNCNodeB之间的接口，用于传输RNC和NodeB之间的信令和无线接口的数据。 如图1至5所示，该协议栈包括三个平面：无线网络层、传输网络层、物理层。图1-5 Iub接口Iub接口完成的功能包括管理Iub接口的传输资源NodeB逻辑操作维护(OM )传输操作维护(OM )信令系统信息管理专用信道控制公共信道控制计时和同步管理。3.TD-SCDMA无线接口技术的特征TD-SCDMA的多址方式是直接序列扩频码分多址(DS-CDMA )，码片速率为1.2

6、8Mcps，扩频带宽约为1.6MHz，采用不需要配对频率的TDD (时分双工)方式(国际上，TDD的工作频带为188519 该下行(前向链路)和上行(反向链路)的信息在相同载波频率的不同时隙中发送。在TD-SCDMA系统中，其多址方式除了DS-CDMA特性外，还具有TDMA的特征，因此TD-SCDMA的接入方式也能够表现为TDMA/CDMA。TD-SCDMA的基本物理信道特性由频率、时隙和代码决定。 在那个1.6MHz的信道中，包含7个通常的时隙，在每个时隙应用CDMA，被分割成多个码分信道，码分信道的信息速率与信道编码后的码速率相关，码速率由1.28Mchip/s的码速率和扩展率决定上行下行

7、扩散率在1到16之间，调制符号率的相应变化范围是80K码元/秒到1.28M码元/秒。图1-6 TD-SCDMA帧结构的示意图TD-SCDMA系统的帧结构的设计考虑诸如智能天线、上行链路同步等新技术支持，一个TDMA帧长度为10ms，其被分成两个5ms子帧，该两个子帧的结构完全相同。 如图1-6中所示，每个子帧划分成七个正常时隙(675微秒)和三个特殊时隙(小于675微秒)。三个特殊时隙分别为DwPTS (下行导频时隙)、g (保护时隙)、UpPTS (上行导频时隙)。在七个传统时隙中，TS0总是被分配给下行链路，广播系统消息，而TS1总是被分配给上行链路。 上行时隙和下行时隙之间，在TD-SC

8、DMA系统中，每5ms的子帧具有2个变换点。 第一个变换点是TS0和TS1之间从下行(DL )向上行(UL )的变换点，即第二个变换点是从UL向DL的变换，可以在TS2和TS5之间灵活地选择。 通过灵活地布置第二转换点的位置，能够调整上下时隙的数目以将TD-SCDMA应用于上下对称和非对称的业务模式。4.TD-SCDMA的关键技术(1) PSTD-SCDMA是TDD系统，TDD系统发送和接收相同的频率和不同时隙。TDD不需要使用对称频带，并且容易灵活使用频率资源的TDD有效支持非对称上下的数据传输，有效地提高频谱利用率TDD基站终端不需要双工器，可以简化系统设计， TDD上下降成本的无线传播环

9、境一致，容易使用智能天线、功率控制等技术，有效地降低系统干扰，提高系统性能。(2)上行链路同步，ULSCTD-SCDMA上行同步进行同步调整，以使来自小区内的同一时隙内的各用户的上行信号在同一时间到达基站。 TD-SCDMA是同步系统，系统内的基站和基站、基站和移动站之间存在同步，同步精度达到1/8码片(约97.66ns )。(3)动态信道分配(DCA )。动态信道分配(DCA )的目的是动态地调整无线资源分配、降低干扰、均衡负载、确保QoS请求。 TD-SCDMA系统的任何物理信道由其载波频率/时隙/扩频码/波束的组合标识。(4)继电器切换(Baton Handover、BHO )继电器切换

10、是TD-SCDMA移动通信系统的核心技术之一，是硬切换与软切换之间的一种新的切换方法。 切换过程的经过时间短的切换中总是只需要一个无线链路，与软切换相比节省无线资源的切换中上下分别进行，可以进行比硬切换成功率更高的无损伤的切换。(5)智能天线、联合检测、自适应功率控制TD-SCDMA是TDD系统，由于TDD上下的无线传播环境比较一致，所以容易使用智能天线，进行到达从移动台发射的多路径电波的方向的角度的估计。(6)多载波方式TD-SCDMA系统的高级解决方案：可以在主载波上布置包括每个小区/扇区n个载波、一个主载波、N-1个子载波的所有公共信道，而副载波可以仅布置在业务信道上。五、中兴UTRAN

11、子网设备介绍TD-SCDMA系统由CN (核心网)和UTRAN子网组成，CN由MSC、MGW、SGSN、GGSN组成，UTRAN子网由RNC和NodeB组成(节点b由BBU和RRU组成)。 因为TD-SCDMA仿真软件仅支持UTRAN子网的配置，所以以下仅介绍中兴UTRAN子网装置。1.ZXTR RNC功能结构RNC无线网络控制器主要负责无线资源的管理。 通过Iu接口连接到电路域和分组域的核心网络，负责NodeB的管理和控制，负责空中接口和UE之间的L1以上的协议处理。 在无线接入网中，它处于重要的地位。 RNC和其他装置之间的连接如图1-7所示。图1-7 RNC与其他设备的连接图ZXTR R

12、NC单个资源盒支持多达7.5万语音用户和7.5万组域用户，并支持多达3750爱尔兰通信量或225Mbps的数据吞吐量。 通过在框架和机架上进一步扩展整个系统，最多可以达到100万用户的容量。RNC在功能上分为五个部分，如图1图8所示(1)操作维护单元：包括ROMB和CLKG的单板。 CLKG板负责系统的时钟供给和外部同步功能的ROMB单板负责RNC系统的全局过程处理，负责RNC整体的操作维护代理，负责各单板状态的管理和信息的收集，RNC整体的全局静态数据的维护，romm(2)更换单元：由两级更换子系统构成。 主要为系统控制管理、业务处理板间通信及多个访问单元间的业务流连接等提供大容量的非阻塞交

13、换功能。级别1切换子系统是容量为40Gbps的核心切换子系统，其提供RNC系统中的每个功能实体之间和系统以外的功能实体之间所必需的消息收发信道，以提供定时、信令、语音业务、数据包括交换网PSN和线卡GLI单板，分别完成了管理、核心交换屏幕和线卡的功能。 在具有两个资源块的配置中，用户可以不采用第一级交换子系统。二次交换子系统由以太网交换芯片提供，其通常支持第二层以太网交换，并可以在需要时支持第三层交换。 负责系统内部用户方面和控制方面的数据流的交换和收敛，包括UIMC、UIMU、CHUB单板。RNC系统内部有两个独立的交换平面、控制面和用户面。 由于控制表面数据的数据流量很少，因此使用二次交换

14、子系统集中收敛，并且不需要经由一次交换子系统进行交换。 用户方面的数据的通信量大，因此为了同时在业务上实现QoS，需要经由级别1的交换子系统实现交换和扩展。图1-8 RNC功能单元图(3)访问单元：包括APBE、IMAB、SDTB、DTB单板。 访问单元为ZXTR RNC系统提供Iu、Iub和Iur接口的STM-1和e-1访问功能。 APBE单板是ATM处理板，APBE用于Iu/Iur/Iub接口的ATM访问处理，APBE单板提供4个STM-1接入，支持622M交换容量。 负责结束RNC系统STM-1物理接口的AAL2和AAL5，实现ATM的OAM功能，完成SSCOP和SSCF的处理。IMAB

15、与DTB板一起使用，提供了支持IMA的E1访问。 每个IMAB板实现30个IMA组的分组能力，实现线速ATM AAL2和AAL5的分段和重组SAR，实现ATM的OAM功能，完成SSCOP和SSCF的处理，每个DTB单板32路E1接口每个RGUB板连接以太网端口和交换机单元的辅助交换机子系统，以完成PS通信GTP-U协议的处理。每个块RUB板提供以太网端口和交换机单元辅助交换子系统的连接，以完成CS业务FP/MAC/RLC/UP协议栈的处理和PS业务FP/MAC/RLC/PDCP的处理(4)处理单元：包括RCB、RUB和RGUB。 处理单元实现控制面和用户面的上位协议处理。每个RGUB板连接以太

16、网端口和交换机单元的辅助交换机子系统，以完成PS通信GTP-U协议的处理。每个块RUB板提供以太网端口和交换机单元辅助交换子系统的连接，以完成CS业务FP/MAC/RLC/UP协议栈的处理和PS业务FP/MAC/RLC/PDCP的处理RCB (控制平面)连接到交换单元，并实现RNC系统Iu/Iur/Iub/Uu接口控制平面RANAP/RNSAP/NBAP/RRC标准协议信令处理和NO.7信令处理。(5)外围设备监视单元：包括PWRD单板和警报箱ALB。 PWRD完成了机柜内一些周边单板和环境单板的信息收集，包括电源分配器和风机的状态、温湿度、烟、水浸和红外线等环境警报。 PWRD通过RS-48

17、5总线接受ROMB的监视和管理。 每个机柜都有一个PWRD板。警告框ALB根据系统故障情况进行不同级别的系统警告，由设备管理员及时介入处理。2.RNC设备模块根据功能和盒式磁带使用的底板，RNC装置有3种框架。 控制框架、资源框架、一次交换框架。(1)控制框该控制块提供ZXTR RNC(V3 )的控制流以太网接口、处理和时钟功能，如图1-9所示。 控制框架的背板是BCTC，可以插入ROMB、UIMC、RCB、CHUB、GLI和CLKG单板和这些单板的背板。图1-9控制框位图(2)资源箱如图1-10所示，资源块提供ZXTR RNC(V3 )的外部接入、资源处理功能和网关适配器功能。 资源箱的背板是BUS