无线基站系统理论.ppt
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1、无线基站系统,第一部分 传输系统,主要传输设备类型,光纤设备微波设备高速数字链路(HDSL),利用光纤设备,2M,2M,微波,利用微波设备,HDSL调制解调器,2M接入,HDSL调制解调器,接基站DF,双绞线,HDSL,Ericsson的主要产品,ERICSSON公司的基站产品有200型基站:RBS200、RBS203等用于支持GSM900和RBS205、RBS206等用于支持DCS1800的基站。而目前使用的2000型基站主要用RBS2101、2102、2103、2202等型号。前三种用于室外而后一种用于室内,它都可支持GSM900和DCS1800两种规范。,目前的1800已在部分地区开通,
2、但双频手机较少,所以一般1800小区的CBQ(CELL BAR QUALIFY)=HIGH,而邻近GSM900小区的CBQ=LOW,以保障双频手机优先向DCS小区接入。,二、BSS概述,RBS 200的BSC构成框图,BSC同样采用AXE-10的技术来实现,基本结构也是AXE-10的总线结构,左侧ETC为面向MSC的PCM接口,属称A接口,右侧ETC为面向RBS的PCM接口,属称A-BIS接口;中央信令终端STC、与基站侧区域信令终端STR构成一条控制链,称CLC链,可见CLC是RP总线的延续,处理机是基站侧的EMRP,它是TRI的核心部分,执行对TRI的控制。很明显TRI是BSC中的一个模块
3、,只是安装上放在基站而已。,TRH称收发信机控制器,执行对载波设备的O&M及移动台的控制。TRAU称码型变换与速率匹配,用于执行A接口与A-BIS接口PCM之间的数字话音码型变换,即话音的编、解码;同时还执行数据通信速率的转换。另外由于A-BIS接口上PCM的每一个时隙内含4路话音,所以TRAU有必要为每一路话音信号加上一个同步信息,以便基站侧的信号处理模块能识别各路话音信号。GS为AXE-10的群交换单元,完成时隙的交换。,4路A接口PCM时隙在TRAU中被转换成13Kb/s的混合编码,再填充3Kb/s的话音同步比特,最后合成1路A-BIS口的PCM时隙,这便是全速率话音编码;如果采用加强全
4、速率话音编码时,将转换成15.1的混合编码,再填充0.9的话音同步比特,最后将4路合1;如果采用半速率话音编码时,将转换成6.5Kb/s的混合编码,再填充1.5Kb/s的同步比特,最后再将8路合成1路。同步比特也叫IN-BAND信令,做为话音比特的引导,在基站设备中用于SPP对各路话音的识别,与操作维护无关。每个载波3个时隙中有2个话音时隙,内含8路话音,对应于8个SPP。,TRAU原理图,TRAU通过SNT与GS联接,32个路时隙中的TS0、TS1是不用的,其它30个时隙分成6组,每组5个,第1个为面向A口的一个PCM时隙,第2、3、4、5个为面向ABIS的四个PCM时隙,可见两个ABIS口
5、的PCM时隙可支持一套载波的八路话音信号。时隙分配参考P58图。,TRAU机箱的时隙分配,TRH单元:TRH也叫收发信机控制器,用于执行对载波的控制,这一条控制链采用的协议是LAPD协议,简称LAPD链。其帧的结构如图示,FLAG是帧开始的标志,FRAME中的两个重要内容是Address(地址)和Information(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信令
6、的基本构成,TRH单元的信令结构,TRH发出的信令,其用途由载波地址(TEI)和业务接入点(SAPI)两个地址来识别。当TEI=015,SAPI=0时,链路为RSL链路,该信令是执行对移动台的控制;当TEI=015,SAPI=62时,链路为OML链路,该信令是执行对单个载波设备的控制;当TEI=015,SAPI=3时,链路为SC链路,该信令用于传输移动台的短信息;TEI=58,SAPI=62时,链路为OML链路,该信令是执行对基站公共设备的控制。,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1个时隙便是LAPD信令时隙。注意:每个信道都有移动台的控制信息
7、,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、功率调整等信息,即随路控制信道(SACCH),所以每个载波都有可能收到RSL数据包。另一种情况是,移动台切换时也是借用TCH来传送小区广插信息(FACCH)。,注意:TEI为载波地址,一般由基站工程人员设定,并在BSC的MO定义的指令中确认,之后由TRH(收发信机处理器)产生的控制信令中便含有这个地址。SAPI(业务接收点)无需人工设定。TEI58为公共地址,同样由BSC指令确认。,A-BIS接口的PCM时隙分配 在A-BIS接口上,一条2MB的PCM能够支持10个GSM系统的载波。PCM上的32个时隙分配如图所示,其中TS
8、0用于传送同步信号;TS16用于传送系统的信令,这些信令用于基站的TRI单元;其余的时隙用于传送TG的信号,每个载波用3个时隙,第一个时隙用于传送收发信机的控制信令,第二、三两个时隙用于传送话音信号。这样30时隙能支持10个载波。,A-BIS 接 口 的 时 隙 分 配 图,三、RBS200基站,RBS 200基站由TRI和TG两大部分构成。TRI单元主要完成A-BIS接口上的PCM时隙的分配,也即是把A-BIS接口的PCM时隙分配至三个TG的各个载波设备,这种功能称为半永久连接功能;同时也完成PCM时钟的提取和产生的功能。TG为收发信设备,主要完成至MS信号的处理和调制、解调、发射、接收等功
9、能。,A-BIS接口,TSW,ETB,STR,V.24,EXALI,EMRP,RTT,RTT,V11接口,TG,TG,RTT,TG,一、TRI单元,TRI称收发信机远端接口,即是BSC与TG间的接口,内含7个功能块,它们分别是时分交换模块TSW、扩展模块区域处理器EMRP、交换终端板ETB、无线收发信机终端RTT、外部告警接口EXALI、V.24接口。TRI具有交换的功能,即具有半永久连接功能,这使BSC与TG之间的连接非常灵活,TRI中的ETB板是无线基站的接口,它主要处理A-BIS接中的PCM信号,一方面是下行方向的TS16的提取并送至STR,同时也将其它31个时隙分接至DEV-BUS上,
10、另一方面是上行方向的合成。TS16信令送至EMRP执行对TRI各单元的控制,话音及LAPD信令经TSW的半永义连接后由RTT送行TG。,A-BIS接口时隙在TRI中的分配 A-BIS PCM中的TS0同步信号由TSW提取,后送RTT板并做为V.11总线下行方向的触发信号;TS16中的TRI信令送STR进行组合处理后送EMRP。其它30个时隙分成10组,分别对应于10个载波,这些时隙都通过TSW的软连接,送RTT,每个RTT都获取其中4组(最多4组),这4组信号在同步信号的触发下通过V.11总线送至各个载波的TRXC。,A-BIS接口PCM的分配过程图,PCM定时信号的提取和产生过程 RTT首先
11、将总线上来的四个载波的共12个时隙,分成四组并送四个LIB驱动器,驱动器暂时存储这些信息,当同步脉冲的上升沿到来时,将这组信息时分地送上LIB总线,可见下行LIB总线上的信息帧周期便是同步脉冲周期,TRXC通过帧计数来获取同步时钟信号。这个信号最后送TM单元做为长期参考用。,PCM定时信号的提取和产生过程,CLC控制链路,TRAU,TRHRPD,CP,RP,RP,RP,ETC,ETC,ETB,V.24,EMRP,STR,EXALI,TSW,RTT,GS,CLC信令链路用于控制TRI单元,BSC对TRI的控制信息经中央信令终端STC的处理后由ETC单元插入A-BIS接口PCM的TS16时隙,传输
12、至基站后由ETB板提取后送至区域信令终端STR,经STR处理后形成可执行的信令后经EMRP总线送至扩展模块区域处理器EMRP,EMRP执行BSC的信令,形成各种控制信号去控制TRI机箱的各个单元。相反方向,TRI机箱各单元送往BSC的信息经相同的路径送往BSC。CLC信令链路用于BSC对TRI进行软件加载、半永久连接、工作状态的改变、测试等功能。,EMRP(扩展模块区域处理机)内存各种TRI的控制软件,共8种软件:RICSR时钟提取 RITSR半永久连接 RILTRETB、RTT TWRV24口 EXALOR收32种外告警,两种状态转换成信令格式 REPER系统运行 EMGFDR故障处理 TE
13、ETR测试 这些软件都由数据定义。,ETB的工作模式 MODE0时,不支持这条通道(一者是不含信令的PCM,另者是含信令但用于级联站的PCM 的ETB);ETB的工作模式 MODE1时,支持这条通道。ETB中含处理器,可以用指令测试。ETB的B4口用于接75的PCM(一收一发),ba26 ba28 bb27 bc26 bc28 接发的PCM,ba30 bs32 bb31 bc30 bc32接收的PCM。(有下画线的针是信号针),ETB 板 的 B4 接 口 连 接 图,ETB的DIP(4个):1、2用于做120的PCM究竟谁接地(1上2下收的PCM的CONDUTOR接地,1下2上时发的PCM
14、CONDUTOR接地)。3、4用于75PCM的接地问题(3上4下收的SCREEN接地,3下4上发的SCREEN接地)。,RTT的DIP(2个)用于做工作模式,1向下2向上时,RTT驱动32个TS;1、2都向下时RTT不驱动1632的TS。1、2都向上时需有特殊指令。注:向下是ON,向上是OFF。,基站的控制软件RILTR用于执行对ETB、RTT 的操作,所以在交换指令中都用RILT示。EMRP软件不断扫描RILT DEV,一发现故障或人工BLOC时,扫描暂停并显示;RADIO INTERFACE LINE TERMINAL FAULT EMG DEVCE EQMTYPE FCODE GSM R
15、ILT9 RTT 2注:EMG指基站名,出现这种故障时,系统软件(EMRP的)将测试该设备,若60秒内不再驱动告警(BSC没有收到),则FAULT FREES,设备将自动解开。人工处理方法:RISPE:TSLOTRILT01&6;RIBLI:DEVRILT8&9;RIBLI:DEVRILT0;RITTI:RILT0;注:第一条指令用解除有关半永久连接。,EMRP的故障处理与激活 EMG FAULT EMG UNIT STATE GSM EMRP0A ABLOCK 上述故障有两种可能:EMRP或STR 若是临时故障,EMG仍可操作,否则是自动闭的状态ABLOCK,常规的自动测试后若是FAULT
16、FREES则解闭(DEBLOCK)。,可替换单元,诊断,维修检查,告警消失,上述的EMG FAULT也可能是STR 的故障,处理过程是相同的。指令:RECEI:EMGGSM,STRA;TSW时分接线器,一方面执行时钟提取功能,另一方面执行ETBRTT间的半永久连接,连接由BSC指令执行。RISPI:TSLOT1=RILT-0-1,TSLOT2=RILT-9-0;此指令的意义是把第一块ETB 的TSLOT1接至RTT的TSLOT0。I连接 E拆除 P显示,共有二种连接方式:ETBRTT、ETBETB。TSW的另一个功能是同步时钟提取功能。同步时钟分执行侧和备用侧两个,当执行侧的同步丢矢时,备用侧
17、将自动倒换过来(或用指令执行),如果收不到PCM同步,则TSW产生自已的时钟。指令:RICSC;EMGGSM,EMRSO;上述指令用于执行两个同步的倒换。,TSW的功能块是EMRS(无线选择器),EMRS的维护过程:RADIO SELECTION SUPERVISION EMG EMRS STATE FCODE FTYPE GSM 0 BLOC 4 STABLE,故障的人工处理过程 RISPE:TSLOT=RILT-0-1注:先拆有关连接,后闭有关设备,再测试有关设备,测后自动加载。EXALI32种外部告警的收集。,外部告警的收集原理,EXALI(外部告警接口)属于TRI中的一个模块,一共用于
18、收集32种外部告警,图示中的ACU1-3分别为三个TG的告警收集单元,每个ACU共收集4种告警信号,VSWR、RXDA1、RXDA2、FAN。共12种,这12种信号都有固定的连接点连接到DF。外部告警感应器收集到的告警也连接到DF。最后由DF收集后全部送往TRI机箱的EXALI板。告警位置的更详细内容,点击图中的EXALI。,32路外部告警的定义,32个外部告警的中,0至7号、20至23号、29至31号告警由用户具体定义,如温度、火警、盗警等,8至11号指定为第三小区TG的ACU中的4个告警,12至15号指定为第二小区TG的ACU中的4个告警,12至15号号指定为第一小区TG的ACU中的4个告
19、警,24至28号号指定为整流器控制单元PCU的5个告警,告警跳线在基站中进行,之后在BSC中做定义,注意RBS200的外部告警类型中ACU、PCU都是开路告警,所以BSC中做定义时要定义为开路(BLOCKING)告警。,告警类型的确定方法:告警类型决定于告警收集单元的物理特性;如温度告警感应器,可用万用表的电阻档测量两条告警线间的电阻值,比如恒温下测出两线间为开路状态,而当温度上升到一定数值后为闭路状态,则这种告警应定义为闭路(CLOSE)告警。比如PCU的告警类型也可以采用同样的方法来确定,将PCU的告警输出接头拔出,或拆去DF上的告警连接线,再人为断开路电池开关或拆去光环路,然后用电阻表测
20、量相应接口的电阻值。ACU不能采用上述方法,因拔去告警接头会出现故障现象,但可以在DF上的相应连接点上用电压表测量其电压值,然后人为产生VSWR告警,观察电压值的变化高电平时为开路,低电平时为闭路。,温度告警原理图,A边16路告警的连接方法,P1,DF,EXALI,P2,V,-,+,30V,告警感应器或ACU,图示是A边16路告警的接法,EXALI分别对应于DF上的P1的10路+P2的6路(共16路),中间通过00/B1(架顶上)转接。告警感应器(或ACU)同样接在P上,提供开/闭路两种状态,开路时图示电压值变“30V”、闭路时变“2V”,这个电压是由EXALI的CMOS驱动的。EXALI的B
21、边接法与上述相同,区别在于接DF上的P3与P4板的16路。,外部告警的传输过程,EMRP中的软件EXALO执行对32种高低电平的处理,转换成32个0/1的数码,并通过CLC链送BSC,BSC再对这组数码进行解码,并驱动IOG终端的显示。开站时BSC必须对EXALI的32种接收设备(DEV)做定义。BSC的定义与基站的DF跳线必须统一,否则告警错误。,外部告警连接图,第2、3小区的告警收集单元ACU2和ACU3各收集本小区的四个告警信号后送行DF单元的P5和P6跳线条上。同时,外部告警感应器收集到的告警信号也送行DF单元。然后依照前述的规律进行DF跳线,把P5、6、7、8跳线条上的告警信号跳至P
22、1、2、3、4跳线条上,再送到TRI机箱上的EXALI板上的A和B插座。V24I打印口或IO终端,该接口由BSC闭和解闭,之后还需设置接口参数。,二、TG的基本工作原理(一)含单个载波的TG TG是指一个小区(CELL)的全部载波设备,内含至多16个载波设备,一般所指的无线基站(BTS)便是所有TG(1至3个TG)的总称,我们现在先介绍含一个载波的TG的工作原理。,含一个载波的TG原理图,图示为仅含一个载波的TG结构示意图,可以分成设备和总线两总分,图示中的TRXC、RRX、SPP、RTX为一个载波的4个基本的组成部分,TM为定时单元,为整个TG提供定时信号,这些模块通过各种总线连接在一起,T
23、RXC、RRX、SPP通过背板连接在一起,并统称为TRXD,上述三者间的总线:RX O&M Bus、Internal LIB、C-Bus、RX-Bus、Internal TX-Bus称为内部总线,而TX-Bus、O&M Bus、TIB Bus、LIB Bus等称为外部总线。上述中的各个模块属于LAPD信令的操作和维护的范围,在交换机中被定义为MO(操作对象),而其它的外部设备如:RXDA、FAN等的故障信息由ACU收集,并统称为载波的外部告警。,1、话音信号流程:在下行方向上,话音信息来自TRI中的RTT,经过线接口总线LIB到达TRXC中。话音信息在BSC中的TRAU单元已经过话音编码,且话
24、音信息被放在LIB总线的TS1和TS2两个时隙中,所以在TRXC中,信息透明地交换到8个不同的SPP单元的内部LIB总线上,每个SPP在内部LIB总线上提取TS1、TS2时隙中自已的1/4时隙的话音信息,该时隙的比特率是16Kbit/s,它分为13Kbit/s的编码话音和3Kbit/s的同步信息。每个SPP对话音信息进行信道编码、交织、加密和突发脉冲序列的形成用以构成空中接口时隙,并把已处理的信息放到内部的TX总线上,信息在该总线上被送到TRXC中,TRXC把内部TX总线转换成TX总线,并送到无线发射机,在RTX中信号被调制成发射频率且被放大,最后通过发射天线发射出去。,在上行方向上,接收天线
25、接收到的信号送至无线接收机RRX,在RRX中信号被抽样和解调以进行进一步的数字处理,数字信息在RX总线上从每个分集接收机送往SPP,SPP在各自的空中接口时隙的两路分集信号上执行均衡、解密、去交织和韦特比解码。解码后的信号与BSC中TRAU的同步信息一起插入内部的LIB总线上指定的1/4时隙,然后送到TRXC,经LIB再送到TRI,最后送到BSC中。,2、控制信息流程 每个TRXC接收来自BSC的收发信机处理器TRH中带有控制信息的时隙,TRXC在LIB总线的TS0上提取这个时隙并加以分析,根据信息中的TEI和SPAI两个地址来区分信息的类型,再根据信息的类型TRXC使用不同的O&M总线执行B
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