RBS基站工作原理及操作维护方法课件.ppt
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- RBS 基站 工作 原理 操作 维护 方法 课件
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1、 RBS基站原理基站原理BSCDXUTRUA-BISG.703LOCAL BUSECUCDU BUSTRUTRUCDU2M PCM传输线1、BSC基站控制器(Base Station Controller):l 处理无线相关功能如切换等l 管理无线网络资源l 小区配置数据l 基站及移动台的射频(RF)功率电平控制2、BTS基站收发信站(Base Transceiver Station)l 天线系统l 射频功率放大器l 数字信号处理设备RBS2000是Ericsson为GSM移动系统开发的第二代基站产品,从使用环境上分室内和室外两大类型;频段上分GSM 900,DCS 1800和PCS1900等
2、三种系列。与RBS 200基站相比,RBS2000系列有不少优点,首先有三种不同频率的产品;另外,RBS2000还提供简单安装,包括站上测试及试运转,RBS2000的硬件出厂时是预安装好的,而软件可以进行下载和预测试。目前移动用户的不断膨胀迫使运营商要不断增加移动网络的密度来满足用户的需求,对于RBS2000系列来讲,正好可以达到增加网络密度的要求:因为它不单有室内机型,还有室外机型,有适应不同频段的机型,还有用于宏蜂窝及微蜂窝的机型。Ericsson公司BTS产品:RBS(Radio Base Station)硬件模块化提供了可替换单元 友好的人机界面接口(LED灯显示和按钮代替了人机语言去
3、监视所有单元和电缆故障的检查和分析)即时可替换和维修 模块化设计使基站的维修变得更快捷、更简单 RBS2000支持超过三层以上的小区分层结构,包括网络覆盖的宏蜂窝小区、街道覆盖用的微蜂窝小区及室内覆盖的微微小区。2000系列设备还支持全向小区及方向小区。含有三个小区的RBS2000基站 这种设备属于室外安装类型的设备,这个类型的基站设备主要为室外的环境使用而设计的,除了主设备以外,还有空调,温度控制,供电等附属设备,通常采用独立供电进行工作,可以防雨水、防霜冻等,是户外设备的最好选择。但受外界干扰较大,不利网络的稳定。在我国的GSM运营商所采用的机型中几乎不使用该系列的机型。2、RBS2301
4、、RBS2302、RBS2402、2111、2308、2309系列系列 这种类型的设备属微蜂窝设备,可以在室内和户外安装,可以独立供电使用,体积较小,安装灵活方便。主要用在街道覆盖、室内覆盖等。3、RBS2202系列:系列:这种类型的设备属于室内安装的设备,结构较RBS2100系列的设备简单,没有独立的外部环境系统,不可独立供电(但可以自带整流模块)等,必须在室内安装使用。这种系列是我国GSM运营商所采用的主要Ericsson设备类型。RBS2206l RBS2000家簇中新成员l 室内机架,与RBS2202的底座相同l 快速安装并投入使用l 可与 RBS2000 和 RBS200等其他基站共
5、存l 更快的数据通信解决方案RBS2206系列系列机柜图机柜图BSCDXUTRUA-BISG.703LOCAL BUSECUCDU BUSTRUTRUCDU2M PCM传输线TRAUTRHRPDCPRPRPRPETCETCGSDXUTRUTRUECUPSU:环境和电源CDUCDU本地终端本地终端 接口接口A-BIS接口接口外部告警外部告警 接口接口定时总线(定时总线(Timing Bus)本地总线(本地总线(Local Bus)CDU BUSX-Bus天馈线接口测试MS接口天馈线接口测试MS接口主电源输入接口主电源输入接口外接电池接口外接电池接口交流电源输出接口交流电源输出接口直流电源输出接口
6、直流电源输出接口DXU-11 (Distribution switch Unit)分配交换单元TRU (TRansceiver Unit)收发信单元CDU (Combing and Distribution Unit)合成与分路单元ECU (Energy Control Unit)能源环境控制单元PSU (Power Supply Unit)电源侍服单元BFU (Battery Fuse Unit)电池熔丝单元IDM (Internal Distribution Module)内部分配模块DXU分配交换单元分配交换单元DXU面板示图1、分配交换,SWITCH的功能;2、面向BSC的接口;3、定
7、时单元,与外部时钟同步或与内部参考信号同步;4、外部告警的连接,所有机架外的告警信号接口。5、本地总线控制;6、物理接口G.703,处理物理层与链路层;7、OMT接口,提供用于外接终端的RS232串口;8、处理A-BIS链路资源,如安装软件先存贮于刷新存贮器 后向DRAM下载;9、信令链的解压与压缩(CONCENTRATES),及依TEI来分配DXU信令与TRU信令;10、保存一份机架设备的数据库:、机架安装的硬件单元即所有RU单元的识别,物理位置,配置参数。、硬件单元的产品编号、版本号、系列号等。LOCALREMOTETRU收发信单元收发信单元处理器信号处理无线控制HDLCDSP发信机VSW
8、R收信ABRX DATA A/BLOCALBUS三路总线(CDU、TF、X)TX-BUSTX-CTRLPFPRTXRXARXBRX-CTRLTRUDRTXRRX 负责接收和发射(移动台无线信号处理);一个TRU可同时处理若干个移动用户信号;具有循环测试发射机及接收机功能;TRU有一个发射天线接口和两个接收天线接口,可以实现分集接收;驻波比VSWR的计算。可看作是TRU的控制器,它经由本地总线、CDU总线、定时总线和X总线与其它的RBS单元相连接,TRUD执行例如信道编码、插入、加密、突发脉冲串格式和Viterbi 均衡等上行和下行链路的数字信令的处理作用。与RBS 200比较,TRUD具有TR
9、XC和SPU的功能。下行链路信号的调制和放大,附加的发信模块执行VSWR的监视功能。上行链路的信号的解调,并把解调后的信号送至TRUD。l 无线环路是在TX和RX之间形成环路来测试整个TRU的,它是通过产生一个测试信号并将它环回来测试其误码率(BER)来实现的。CDUCOMBINER合成器合成器CDU是TRU和天线系统的接口,它允许几个TRU连接到同一天线。它合成几部发信机来的发射信号和分配接收信号到所有的收信机,在发射前和接收后所有的信号都必须经过滤波器的滤波,它还包括一对测量单元,为了电压驻波比(VSWR)的计算,它必须保证能对前向和反向的功率进行测量。l 发信机的功率合成l 收信信号的前
10、置放大和分配l 天线系统的管理支持l RF的滤波l 天线低噪声放大器的功率供给和监视l 内设的RF内部环行器用于防止RF的反射功率对CDU安全的威胁合成器类型合成器类型n 混合型宽带功率合成器(混合型宽带功率合成器(H-COMB)n 滤波型窄带功率合成器(滤波型窄带功率合成器(F-COMB)混合型功率合成器是一种宽带设备,它允许在发射带宽内所有前向的频率信号通过,每个H-COMB能把两部发信机的信号合成到同一天线。但每个H-COMB都有3dB的插入损耗,如果有四部发信机分两级合成将有6dB的插入损耗。由于功率衰减厉害,不适合多载频的基站配置。下面是分两级H-COMB示意图:HCOMBHCOMB
11、HCOMB-3dB-3dB天馈线发信机 H-COMB一般只应用在两路信号的合成,这种合成器造价低廉,大多应用于低容量的覆盖型基站中。滤波型功率合成器是一种窄带设备,它只允许选择在发射带宽内一个频率信号通过,这种合成器不管系统有多少部发信机它都有4dB的插入损耗,多用于多发信机的系统中,而且是高于4个载波基站的唯一选择。这种合成器中有一个步进马达用于它的调谐,调谐时间大约需要5 7秒。FCOMB-4dB天馈线发信机为了减少天线的数目,RBS2000类型的设备通常是发射与接收是在同一条天线上进行的,因此在不同类型的CDU中都有一个允许发射和接收端同时接到天线的设备,这个设备称“双工器”。为了减少无
12、线方面的干扰,在GSM系统中普遍采用了跳频的方式来克服瑞利衰落和干扰,改善信号强度和质量,采用跳频后,可获得3dB左右的增益。跳频方式:n 采用基带跳频时,每个TRX都有一个固定频点,采用的频点数和TRX的数量一致。H-COMBF-COMB基带跳频TRXTRXTRXX-BUSX-BUS起作用了,所有需要发射的信息都汇聚在总线上。每个TRX带基带开关单元,选择自身数据。采用综合跳频时,每个TRX不再使用固定频点,而是采用所有的频点发射,允许使用的跳频频点多于TRX的个数。H-COMB综合跳频TRXTRXTRX 目前使用的CDU有很多包括CDU-A、CDU-C、CDU-C+、CDU-D,CDU-F
13、,CDU-G,CDU-J,CDU-M等。其中n CDU-A,CDU-G(在dTRU里面有HCOMB);n CDU-J,CDU-M不采用合成技术;n CDU-C,CDU-C+两种采用HCOMB;n CDU-D,CDU-F采用FCOMB。如前所述,H-COMB一般只应用在两路信号的合成,若要将4路信号合成,则需要经过两级,损耗加大至6dB。广东四期工程后,大部分采用CDU-D,它可以进行多至12路信号的合成,加上采用双极性天线,只用到两条馈线,施工特别简单。广东八期工程后开始出现RBS2206,九期开始大量使用。RBS2206使用CDU-F,CDU-G。它是的特点是配置方便!CDU-D、CDU-F
14、的频率间隔须达到600kHz,其他CDU须达到400kHz。ECU能源环境控制单元能源环境控制单元 用于控制及监控供电及环境设备的状态(如:PSU;BFU;电池,AC连接单元,风扇,发热器,冷却器及散热装置等),另外ECU还可以调节机柜内的环境条件以保证设备系统的正常运作。在系统加电失败或机器冷启动时,ECU起到保护设备的作用。它可以通过感应器根据机柜内外的温度、湿度来控制散热装置、风扇及供电设备间歇性地工作,以延长设备各部件的寿命。当供电系统发生故障时,后备的电池系统将负责供电,此时ECU对总线电压实行监控,若电池电压低到危险程度,ECU将关闭电池供电以免电池受到损坏。而供电系统正常后,电池
15、处于充电状态,当ECU会调低总线电压避免太大电流影响电池。当PSU的电流达到限制范围时,ECU会逐步升高总线电压到最大值。DXUTRUTRUECU环境和电源CDUCDU本地终端 接口A-BIS接口外部告警 接口定时总线(定时总线(Timing Bus)本地总线(本地总线(Local Bus)CDU BUSX-Bus天馈线接口测试MS接口天馈线接口测试MS接口主电源输入接口主电源输入接口外接电池接口外接电池接口交流电源输出接口交流电源输出接口直流电源输出接口直流电源输出接口总线系统总线系统 DXU与TRU、ECU的之间的内部通信总线。DXU单元至TRU单元间传送无线空间的时钟信息。各个TRU单元
16、间以一个时隙为基础传送话音/数据信息。它用于基带跳频。(Base frequency hopping)连接CDU单元至各个TRU单元,帮助实现接口和O&M功能。该总线在CDU单元和TRU单元之间传送告警和RU单元的特殊信息。是CDU-BUS的扩展Cable,目的是使一个TRU能够对两个CDU-C、C进行操作与维护。电源通信环路在ECU单元、各个PSU单元和各个BFU单元之间传送控制和管理信息。TRU应用程序ECU应用程序DXU应用程序DXU lnit应用程序固化的根程序PROMFLASHDATA可执行的DXU应用程序DRAMTRU可选择的应用程序TRUlnit应用程序固化的根程序PROM数据可
17、执行的TRU应用程序FLASHDRAMTRU(被分配的主要RU)ECU可选择的应用程序ECUlnit应用程序固化的根程序PROM数据可执行的ECU应用程序FLASHDRAMECU(被分配的主要RU)TRU文件ECU文件BSC加载的文件DXU文件 软件装载软件装载 软件在工厂中已经加载进设备中的单元,如刷新存贮器中,如果要改变软件版本,RBS能够立即修改,否则必须从BSC中下载过来。当RBS承载业务时,BSC能够向RBS中的刷新存贮器单元下载软件。当软件加载进入RBS后,RBS从BSC处获得一个用于改变软件的命令。大约20秒后,根据新加载的软件,RBS的各单元将会重新被启动。软件被贮存在刷新存贮
18、器中,即使断电,也不会丢失。这样在发生一个电源故障后,RBS能够快速地恢复工作。由上述可见,RBS2000的软件操作,分前台与后台两种工作模式,DRAM中的软件操作,属于前台工作模式,而FLASHMEMORY的软件操作属于一种后台工作模式。所有的RBS的应用软件程序都以压缩的格式贮存在DXU模块中的刷新存贮器中。因此,如果要更换一个TRU或ECU单元,而这个单元包含旧的软件版本,这对RBS来说是没有关系的,因为DXU单元会比较新的TRU单元中的新软件和寄存在刷新存贮器中的TRU单元的软件。如果它们不相同,DXU单元将会向TRU单元的FLASH进行刷新,之后是TRU、ECU单元中的刷新存贮器进一
19、步对DRAM进行操作,而这个过程不会影响到TRU的正常操作。这样,在一个电源故障后,它们能够快速恢复工作而不需要从BSC中重新加载软件。MO,用于控制,用于控制AO:应用级:应用级MO,处理业务,处理业务SO:CF控制控制AO:TF、IS、CON、DPSO:TRX控制控制AO:TS、TX、RX 代表BTS的一组MO,并没有相应的物理实体相对应。在RBS2000中,一个TG最多可以包含12个TRUs、1个TF、1个IS、1个CON和2个DPs。代表DXU中的CPU,处理BTS的操作和维护,除了TRU的软件下载、硬件扫描外,还负责处理与BSC之间的2层、3层通信。BSC与TRU之间的接口,可以处理
20、2对PCM与2对LOCAL-BUS之间的连接。IS内部连接由BSC通过OML链中的IS Configure rquest来自动定义,基本的连接点标准为16kbit/s,每一个DCP相对于4个ICP(IS的连接点)或4个CCP(CON的连接点)。用于执行LAPD信令:上行信号的解压与下行链路信号的压缩。最大压缩比例为4(CONFACT=4),CON中共有24个DCP点,64 87,其中。此外,还有以下功能:1、处理OML至CF链路的功能。依TEI地址分配DXU信令与TRU信令;2、处理ISL(基站内部信令链)。这是一条点对多点的信令链,用于DXU与ECU、TRU之间的通信;CON的连接由BSC通
21、过OML链发送CON configuration rquest来进行控制的。负责同步 用于对PCM的质量扫描和故障检测。启用此功能后,允许BSC去监视传输网络与基站DXU之间的传输质量。代表TRU/TRX中的CPU,处理收发器的操作与维护,包括TRU的软件装载,硬件扫描,还负责与BSC之间的2层、3层通信,及BSC和TSs之间的通信连接。处理LAPDm信号,每个TRU中包含8个TSs。负责发送信号,对下行发射信号进行调制。负责接收信号,对上行信号进行解调。另外,另外,CDU、ECU等不包含在等不包含在MO模型中,它们的操模型中,它们的操作与维护又本地进行(由作与维护又本地进行(由TRX、CF执
22、行)。执行)。RBS2000的的MO与硬件对应关系与硬件对应关系由于BSC要对BTS进行操作和维护,以及传送用于MS的无线指令,所以引入LAPD信令链。通过为每个TRU引入一个64kbit/s的时隙的独立信令链路来完成上面的工作。RBS2000中DXU的控制信令是插入LAPD信令中进行传输,不需要单独的TS16信令链路,它由DXU跟进地址提取。LAPD是数据链路层(第2层)协议。BSC侧,处理LAPD信令的设备叫TRH设备(收发信机控制器)。LAPD(Link Access Protocol on the D channel)FLAG:帧开始的标志;FRAME:Address(地址)和Info
23、rmation(操作维护的信息)。由于TRH将执行对基站各个载波设备的控制、对基站公共设备的控制、对移动台的控制、传送指向移动台的短信息、层二链路维护信息,这些不同的信息将指向各个不同的具体设备。在传输上这些信息将以数据包的形式向基站传送,这个数据包用地址TEI/SAPI来识别。LAPD帧结构帧结构RBS 2000TEISAPILINKAPPLICATION0-110RSL对移动台的控制(层3)0-1162OML对单个载波设备的控制6262OML(DXU)对DXU的控制0-113SMS传输移动台的短消息DXU的的TEI地址为:地址为:62;若有级联,则顺次往后,比如若有级联,则顺次往后,比如6
24、2,61,60,.TEI:Terminal Endpoint Identifier 地址标识地址标识SAPI:Service Access Point Identifier 业务接入点标识业务接入点标识 TEI需要在MO数据和基站IDB中设置,而SAPI无需人工设定。这个数据包的解包是在基站的收发信机控制器TRXC中进行的。每个载波的3个时隙中有一个时隙便是LAPD信令时隙。每个信道都有移动台的控制信息,即使是用于映射话音信道TCH的载波时隙,有时也要传送时间提前量、功率控制等信息,即SACCH。所以每个载波都有可能收到RSL数据包。另一中情况是,移动台切换时也是借用TCH传送FACCH。A-
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