Tài Liệu GSM BTS 3900 doc

Ở đây lấy các DRFU là một ví dụ + BBU3900 được sử dụng cho xử lý băng cơ sở và cho phép tác động giữa BTS và BSC + RFU là đơn vị lọc RF, mà thực hiện việc điều chế, giải điều chế, xử lý

BTS3900 GSM

1 Mô tả sản phẩm BTS3900 GSM

- Mục đích: Tài liệu này cung cấp cái nhìn tổng quan về BTS3900 GSM Nó cũng mô tả kiến trúc hệ thống, cấu trúc phần mềm và phần mềm, chức năng các phân hệ, các loại cấu hình, luồng tín hiệu, phương thức đồng bộ đồng hồ, và các topoloty (cấu trúc liên kết mạng) của BTS3900 GSM Tài liệu này cũng liệt kê những đặc điểm kỹ thuật về dung lượng, tần số

vô tuyến RF (Radio Frequency), engineering, bảo vệ tràn, và các cổng của BTS3900 GSM

- Phiên bản sản phẩm

BTS3900 GSM (sau đây được thay bằng BTS3900) V300R008

- Giới thiệu BTS 3900

BTS3900 là trạm cơ sở macro indoor được phát triển bởi Huawei So sánh với các BTS truyền thống, BTS3900 có cấu trúc đơn giản hơn và tích hợp cao hơn BTS3900 có các đặc tính sau:

1 Được phát triển dựa trên nền tảng BTS đã được thống nhất cho các sản phẩm wireless Huawei và cho phép chuyển tiếp dễ dàng từ 2G lên 3G

2 Cung cấp giao diện Abis IP/FE về phần cứng và cho phép Abis qua IP thông qua nâng cấp phần mềm nếu được yêu cầu

3 Dùng chung giá phụ BBU (BBU là đơn vị xử lý trung tâm) với DBS3900 để tối thiểu số lượng các phần dự trữ và giảm chi phí

4 Được lắp đặt linh hoạt trong small footprint và có thể bảo dưỡng dễ dàng với chi phí thấp

5 Cung cấp đa băng tần, như PGSM900, EGSM900 và DCS1800

6 Hỗ trợ phân tập nguồn phát (TX) (không được hỗ trợ bởi GRFU) và PBT (Power Boost Technology) (không được hỗ trợ bởi GRFU)

7 Hỗ trợ phân tập nguồn thu (RX) 2 đường và 4 đường (không hỗ trợ bởi GRFU) để tăng vùng phủ đường lên

8 Hỗ trợ GPRS và EGPRS

9 Hỗ trợ các tế bào đẳng hướng và định hướng

10 Hỗ trợ tế bào có thứ bậc, tế bào đồng tâm và tế bào micro

11 Hỗ trợ nhiều kiểu topo, như sao, cây, chuỗi, vòng, và các topo lai ghép

12 Hỗ trợ mật mã hóa A5/3, A5/2 và A5/1 và các thuật toán giải mã

13 Hỗ trợ cùng tồn tại với BTS3X, BTS3012, và DBS3900

14 Khi DRFU được cấu hình cho BTS3900, BTS3900 có thể hỗ trợ tối đa 12 sóng mang trong cấu hình tế bào S4/4/4 tối đa Ngoài ra, vị trí được cấu hình với nhiều BTS3900 có thể hỗ trợ tối đa 36 sóng mang trong cấu hình tế bào S12/12/12 tối đa

15 Khi GRFU được cấu hình cho BTS3900, một BTS3900 có thể hỗ trợ tối đa 36 sóng mang trong cấu hình tế bào S12/12/12 tối đa Ngoài ra, site được cấu hình với nhiều BTS3900 có thể hỗ trợ tối đa 72 sóng mang trong cấu hình tế bào S24/24/24 tối đa

- Kiến trúc hệ thống BTS3900

Chủ yếu BTS3900 gồm BBU3900, các RFU, và tủ macro indoor BBU3900 và các RFU được lắp đặt trong tủ macro indoor

Hình 1 Hệ thống BTS3900 Chú ý: Các RFU là hai loại: các DRFU và các GRFU Ở đây lấy các DRFU là một ví dụ + BBU3900 được sử dụng cho xử lý băng cơ sở và cho phép tác động giữa BTS và BSC + RFU là đơn vị lọc RF, mà thực hiện việc điều chế, giải điều chế, xử lý dữ liệu, kết hợp

và phân chia các tín hiệu băng cơ sở và các tín hiệu RF

+ Tủ macro indoor chứa BBU3900 và các RFU Ngoài ra, tủ macro indoor cung cấp các chức năng như phân phối nguồn, tiêu hao nhiệt, và bảo vệ tràn

Hệ thống PS4890

Hình 2 Hệ thống PS4890 PS4890, tủ nguồn indoor, cung cấp nguồn DC và không gian lắp đặt cho các thiết bị người

sử dụng PS4890 có thể cung cấp hỗ trợ nguồn khi nhóm nguồn được cấu hình

(1) Hệ thống nguồn (AC/DC) (2) DCDU-04

2 Cấu trúc tủ BTS3900

Tủ BTS3900 hỗ trợ 3 loại nguồn đầu vào: -48VDC, (+24V) DC và 220V AC Các tủ mà hỗ trợ các loại nguồn đầu vào khác nhau thì khác nhau về cấu trúc, chủ yếu là đơn vị phân phối nguồn

1 Cấu trúc tủ BTS3900 -48V

Tủ BTS3900 (-48V) sử dụng đầu vào -48V DC bên ngoài Nguồn DC dẫn vào DCDU-01 một cách trực tiếp và DCDU-01 phân phối nguồn DC tới mỗi thành phần trong tủ Tủ BTS3900 -48V có thể được lắp đặt một mình, được xếp trên tủ BTS3900 -48V khác, hoặc được lắp đặt sát với tủ BTS3900 -48V khác

Tủ BTS3900 -48V gồm các thành phần sau: các DRFU hoặc GRFU, BBU, GATM, DCDU-01, và quạt FAN, GATM ở giữa là tùy chọn

Hình 3 Cấu trúc điển hình của tủ BTS3900 -48V Chú ý: Khi 2 tủ BTS3900 -48V được chồng lên nhau, BBU chỉ được lắp đặt trong tủ dưới

và phục vụ như đơn vị điều khiển băng cơ sở cho 2 tủ

2 Cấu trúc tủ BTS3900 +24V

Tủ BTS3900 +24V sử dụng đầu vào +24V DC bên ngoài Các PSU (DC/DC) chuyển đổi nguồn đầu vào bên ngoài thành nguồn -48V DC và cung cấp nguồn -48V DC tới DCDU-01 Sau đó, DCDU-01 phân phối nguồn -48V DC tới mỗi thành phần trong tủ Tủ BTS3900 +24V có thể được lắp đặt một mình hoặc sát với tủ BTS3900 +24V khác

Tủ BTS3900 +24V gồm các thành phần sau: các DRFU hoặc GRFU, BBU, DCDU-01, các PSU (DC/DC), quạt FAN

Hình 4 Cấu trúc điển hình của tủ BTS3900 +24V

3 Cấu trúc tủ BTS3900 220V

3 Mô tả phần cứng BTS3900 GSM

Các thành phần BTS3900

Các thành phần BTS3900 gồm BBU, DRFU, GRFU, DCDU-01, GATM, PMU, PSU, quạt FAN và các thành phần PS4890

Thiết bị BBU

BBU3900 là đơn vị điều khiển băng cơ sở, thực hiện việc giao tiếp giữa BTS và BSC BBU3900 có các chức năng sau:

+ Cung cấp các cổng vật lý cho việc giao tiếp giữa BTS và BSC

+ Cung cấp các cổng CPRI cho việc giao tiếp với RFU

+ Cung cấp cổng USB để download phần mềm BTS

+ Cung cấp kênh OM kết nối tới LMT hoặc M2000

+ Xử lý dữ liệu UL và DL

+ Cung cấp quản lý tập trung trên toàn bộ hệ thống BTS, như OM và xử lý tín hiệu

+ Cung cấp xung đồng hồ tham khảo cho hệ thống

- BBU3900 là một hộp nhỏ với các cổng bên ngoài trên mặt trước

Bảng kích thước của BBU

Mục Chiều cao (mm) Chiều rộng (mm) Chiều sâu (mm)

BBU được lắp đặt trong tủ chuẩn 19inch

BBU hỗ trợ 2 mức công suất đầu vào : -48V DC và +24V DC Với hệ thống chuyển đổi công suất phù hợp, nguồn 220V AC có thể được chuyển đổi sang -48V DC cho BBU3900

Công suất tiêu thụ tiêu biểu của BBU là 50W

- Các bản mạch và module của BBU3900

Các bản mạch BBU3900 gồm UEIU, GTMU, UELP và UPEU, và module của nó là UBFA

+ Bản mạch UEIE (Universal Environment Interface Unit): truyền tải các tín hiệu giám sát và cảnh báo từ các thiết bị bên ngoài tới bản mạch điều khiển chính

+ Bản mạch GTMU (GSM Transmission Timing and Management Unit for BBU): cung cấp các giao diện liên quan đến xung đồng hồ tham khảo, giám sát nguồn, OM và tập hợp cảnh báo bên ngoài

Bảng 2 Các cổng trên panel GTMU

BBU và module RF; hỗ trợ đầu vào và đầu ra tín hiệu điện và quang

và commissioning

năng:

Kết nối BBU tới thiết bị định tuyến trong phòng thiết

bị thông qua cáp ethernet để truyền tải thông tin mạng

năng: kết nối BBU tới thiết

bị định tuyến trong phòng thiết bị thông qua cáp quang

để truyền tải thông tin mạng

năng: cho phép nâng cấp phần mềm tự động từ đĩa USB

tham khảo cho tester

4 tín hiệu E1/T1 giữa GTMU và UELP hoặc giữa GTMU và BSC

Nút RESET trên GTMU được sử dụng để khởi động lại GTMU

+ Bản mạch UELP (Universal E1/T1 Lightning Protection): là đơn vị bảo vệ tràn E1/T1 chung UELP được lắp đặt trong SLPU hoặc BBU không bắt buộc Mỗi UELP cung cấp bảo vệ tràn cho 4 luồng E1/T1

+ Module UBFA (Universal BBU Fan Unit Type A): module của BBU3900, điều khiển tốc độ quạt và nhận biết nhiệt độ của bản mạch quạt

+ Bản mạch UPEU (Universal Power and Environment Interface Unit): là bản mạch bắt buộc của BBU3900 mà chuyển đổi -48V hoặc +24V DC sang +12V DC

DRFU

Một đơn vị lọc vô tuyến kép DRFU cung cấp 2 TRX DRFU xử lý việc điều chế và giải điều chế giữa các tín hiệu băng tần cơ sở và các tín hiệu RF, xử lý dữ liệu, và kết hợp-phân chia DRFU thực hiện những chức năng sau:

+ Điều chế các tín hiệu băng cơ sở sang các tín hiệu GSM RF bằng cách sử dụng chuyển đổi tần số trực tiếp trong kênh truyền dẫn Sau khi khuếch đại hoặc kết hợp các tín hiệu RF, DRFU gửi các tín hiệu tới anten để truyền tải

+Thu tín hiệu RF từ anten và down-convert (chuyển đổi đường xuống) các tín hiệu RF thành các tín hiệu IF Sau khi khuếch đại, chuyển đổi tương tự-số, down-convert số, matched filtering, và thực hiện AGC (Automatic Gain Control), DRFU gửi các tín hiệu tới BBU để xử lý tiếp theo

+ Điều khiển công suất và tách sóng đứng

+ Tách công suất ngược

+ Hỗ trợ việc tổng hợp tần số và kiểm tra loop

+ Tạo xung CPRI, khôi phục xung CPRI của tín hiệu đồng bộ bị mất, và phát hiện cảnh báo

- Có 9 cổng trên DRFU: 2 cổng thu phát các tín hiệu RF, 2 cổng CPRI, 4 cổng truyền dẫn các tín hiệu RX giữa các DRFU, và 1 cổng nguồn

Bảng 2 Các cổng trên panel DRFU

Cổng thu phát

các tín hiệu RF

Connector cái DIN

ANT1

Kết nối tới hệ thống anten ANT2

Cổng CPRI Connector cái

SFP

CPRI0 Kết nối tới tầng RFU mức thấp hơn CPRI1 Kết nối tới BBU, hoặc tầng RFU mức cao

hơn

Cổng truyền

dẫn các tín hiệu

RX giữa các

DRFU

Conntector cái QMA

RX1 in Cổng đầu vào cho các tín hiệu phân tập

trong anten kênh 1 RX1 out Cổng đầu ra cho các tín hiệu phân tập

trong anten kênh 1 RX2 in Cổng đầu vào cho các tín hiệu phân tập

trong anten kênh 2 RX2 out Cổng đầu ra cho các tín hiệu phân tập

trong anten kênh 2 Cổng nguồn Connector

nguồn 3V3 PWR Đầu vào nguồn

DRFU bao gồm các thành phần sau: khối giao diện tốc độ cao, khối xử lý tín hiệu, khuếch đại công suất và dual-duplexer

- Chức năng của khối giao diện tốc độ cao như sau:

+ Thích hứng tín hiệu từ BBU cho khối xử lý tín hiệu

+ Thích ứng tín hiệu từ khối xử lý tind hiệu tới BBU

Khối xử lý tín hiệu gồm 2 kênh RX đường lên và 2 kênh TX đường xuống

Chức năng của các kênh RX đường lên như sau:

+ Chuyển đổi đường xuống các tín hiệu RF thành tín hiệu IF

+ Khuếch đại tín hiệu IF và thực hiện điều chế IQ

+ Thực hiện chuyển đổi tương tự-số

+ Lấy mẫu tín hiệu số

+ Thực hiện matched filtering

+ Thực hiện DAGC (Digital Automatic Gain)

+ Đóng gói dữ liệu

Chức năng các kênh TX đường xuống như sau:

+ Giải đóng gói các tín hiệu đồng hồ, tín hiệu điều khiển và tín hiệu dữ liệu từ BBU và gửi chúng đến các khối tương ứng

+ Định dạng và lọc tín hiệu đường xuống

+ Thực hiện chuyển đổi số-tương tự thông qua DAC và thực hiện điều chế IQ

+ Thực hiện chuyển đổi đường lên tín hiệu RF sang băng tần phát

Khối khuếch đại công suất khuếch đại tín hiệu RF công suất thấp từ khối xử lý tín hiệu

Chức năng khối dual-duplexer như sau:

+ Ghép kênh tín hiệu RX và tín hiệu TX

+ Kết hợp tín hiệu RX và tín hiệu TX để chúng sử dụng chung kênh anten

+ Lọc tín hiệu đã thu và tín hiệu đã phát

GRFU

GRFU (GSM Radio Filter Unit) được thiết kế dựa trên công nghệ máy đa thu phát Mỗi GRFU cung cấp tối đa 6 TRX Chức năng:

- Thực hiện kỹ thuật chuyển đổi tần số trực tiếp trong kênh truyền, điều chế các tín hiệu băng cơ sở vào các tín hiệu GSM RF; sau đó, gửi các tín hiệu tới anten để truyền dẫn xuyên qua bộ lọc kép sau khi lọc, khuếch đại, và kết hợp các tín hiệu RF Việc kết hợp

có thể thực hiện khi được yêu cầu

- Thu các tín hiệu RF từ anten và thực hiện down-conversion, khuếch đại, chuyển đổi số-tương tự, down-conversion số, matched filtering, và AGC, và sau đó truyền tải các tín hiệu tới BBU để xử lý tiếp theo

- Cung cấp việc điều khiển nguồn và phát hiện VSWR (Voltage Standing Wave Ration)

- Cung cấp việc phát hiện nguồn ngược

- Cung cấp việc tổng hợp tần số và kiểm tra loopback

- Tạo xung CPRI, khôi phục xung đồng hồ CPRI đồng bộ bị mất, và phát hiện các cảnh bảo

Bảng 2 Các cổng trên panel GRFU

connector

Mô tả

Cổng dành cho các tín

hiệu RF thu phát

ANT_RXB DIN Kết nối tới phân hệ anten ANT_TX/RXA DIN

RFU tầng cao hơn trong khi phân tầng

CPRI1 SFP cái Kết nối tới RFU tầng

thấp hơn trong khi phân tầng

Cổng kết nối với nhau

dành cho các tín hiệu thù

RX_INB QMA cái Cổng vào của các tín

hiệu phân tập trong kênh anten

RX_OUTA QMA cái Cổng ra của các tín hiệu

phân tập trong kênh anten

Module DCDU-01

DCDU (Direct Current Distribution Unit-01) cung cấp nguồn tới mỗi thành phần trong tủ Chức năng:

- DCDU cung cấp một nguồn đầu vào -48V DC và 10 nguồn đầu ra -48V DC

- Cung cấp nguồn cho BBU, RFU, FAN, và các thiết bị người dùng trong các tủ

- Cung cấp bảo vệ tràn 10kA trong phương thức khác nhau và 15kA trong phương thức chung, và dry contact cho lỗi bảo vệ tràn

GTAM

GTAM (GSM antenna and TDM control module) là module điều khiển anten và TMA GATM là tùy chọn

FAN

FAN cũng có thể được gọi là module hộp quạt, làm giảm độ nóng trong tủ Mỗi đơn vị FAN

có 4 quạt độc lập

EMU

EMU (Environmen Monitoring Unit) là thiết bị giám sát môi trường mà giám sát các điều kiện môi trường của phòng thiết bị

Giá nguồn (AC/DC)

Giá phụ nguồn (AC/DC) gồm PMU, PSU (AC/DC) và đơn vị dây điện của giá nguồn (220V) Giá nguồn (AC/DC) chuyển đổi nguồn 220V AC sang nguồn -48V DC

Giá phụ cung cấp nguồn (DC/DC)

Giá phụ cung cấp nguồn (DC/DC) cung cấp truy nhập cho nguồn +24 V DC bên ngoài Trong giá phụ cung cấp nguồn, PSU(DC/DC) chuyển đổi nguồn +24V DC vào nguồn -48V DC, và sau đó dẫn nguồn -48V DC tới DCDU-01 trên cáp nguồn thông qua đơn vị đây điện của nguồn

4 Các nguyên tắc cấu hình BTS3900/3900A

BTS3900/BTS3900A được cấu hình với các RFU Khi DRFU được cấu hình, một

BTS3900/BTS3900A đơn cung cấp nối đa 12 sóng mang với cấu hình tế bào tối đa S4/4/4 Khi GRFU được cấu hình, một BTS3900/BTS3900A đơn cung cấp tối đa 36 sóng mang với cấu hình tế bào tối đa S12/12/12 BTS3900/BTS3900A được cấu hình với hệ thống anten, các RFU

và BBU

Các nguyên tắc cấu hình cơ bản

- Nếu nhiều cấu hình phần cứng đáp ứng các yêu cầu của việc thiết lập tham số RNP, phương thức cấu hình mà hỗ trợ nâng cấp dễ dàng được ưa chuộng hơn

- Một DRFU hỗ trợ tối đa 2 sóng mang và ứng dụng trong các kịch bản dung lượng nhỏ và trung bình Một GRFU hỗ trợ tối đa 6 sóng mang và ứng dụng trong các kịch bản dung lượng lớn DRFU và GRFU có thể được cấu hình trong cùng tủ hoặc tế bào để hỗ trợ việc

mở rộng dung lượng linh hoạt

- Vùng phủ rộng được ưa dùng hơn DRFU hỗ trợ PBT, phương thức phân tập TX, và phân tập RX 4 đường Do đó, DRFU có thể được sử dụng trong các kịch bản vùng phủ rộng

Các nguyên tắc cấu hình anten

- Một anten lưỡng cực có thể phục vụ tối đa 2 RFU

- Theo mặc định, phân tập RX được chấp nhận trong mạng GSM Tức là, 2 feeder được kết nối tới 2 anten đơn cực hoặc 1 anten lưỡng cực phải được cấu hình trong 1 tế bào

- Mỗi sector của BTS phải được cấu hình với số lượng anten nhỏ nhất

- Với phân tập RX 2 đường, mỗi sector có 2 kênh anten Với phân tập RX 4 đường, mỗi sector có 4 kênh anten

Các nguyên tắc cấu hình RF

Cấu hình các

cổng DRFU

- ANT1 và ANT2 là các cổng TX của duplexer

Chúng được kết nối tới các jumper

Trong cấu hình S3/3, cần 3 DRFU được cấu hình Các

- Rx1 in, Rx1 out, Rx2 in, Rx2 out là các cổng

dành cho các tín hiệu giữa các DRFU được kết nối với nhau

Khi 2 sóng mang được cung cấp bởi 1 DRFU thuộc

về cùng 1 tế bào, cả Rx1 in và Rx2 in có thể là các cổng vào cho phân tập RX của 2 sóng mang

Khi 2 sóng mang được cung cấp bởi 1 DFRU thuộc

về nhiều tế bào khác nhau, Rx1 in là cổng vào cho phân tập RX của kênh 1, Rx2 in là cổng vào cho phân tập RX của kênh 2

- CPRI_0 và CPRI_1 là các cổng dành cho cáp

điện tốc độ cao Cổng CPRI_1 được kết nối tới cổng CPRI trên BBU hoặc RFU mức cao hơn trong khi phân tầng Cổng CPRI_0 được kết nối tới RFU mức thấp hơn

sóng mang được cung cấp bởi DRFU ở giữa thuộc về những tế bào khác nhau Tức là, cổng Rx1 in trên DRFU ở giữa là cổng vào cho phân tập RX của kênh

1, mà thuộc về tế bào đầu tiên Cổng vào đối với RX chính của kênh 1 là ANT1 Cổng Rx2 in là cổng vào đối với phân tập RX của kênh 2, mà thuộc vể tế bào thứ 2 Cổng vào đối với

RX chính của kênh 2 là ANT2

Cấu hình các

cổng GRFU

- Cổng ANT_TX/RXA hỗ trợ việc thu và phát các

tín hiệu

Cổng ANT_RXB hỗ trợ việc thu tín hiệu Chúng

được kết nối tới các jumper

-RX_INB và RX_OUTA là các cổng dành cho tín

hiệu giữa các GRFU được liên kết với nhau

- CPRI_0 và CPRI_1 là các cổng dành cho các cáp

điện tốc độ cao Cổng CPRI_0 được kết nối tới cổng CPRI trên BBU hoặc RFU tầng cao hơn trong khi phân tầng Cổng CPRI_1 được kết nối tới RFU tầng thấp hơn

Cấu hình tủ

đơn

-Topo sao được chấp nhận giữa BBU và các RFU

Các RFU và các cổng CPRI tốc độ cao trên BBU có quan hệ ánh xạ 1-1 Tức là, nếu khe 1 trên RFU trống thì cổng CPRI 1 trên BBU cũng trống -Khi DRFU được cấu hình, cấu hình tế bào tối đa của 1 tủ đơn là S4/4/4 Khi GRFU được cấu hình, cấu hình tế bào tối đa của 1 tủ đơn là S12/12/12 Cấu hình

nhiều tủ

-Khi topo sao và chuỗi được chấp nhận giữa BBU

và các RFU, RFU hỗ trợ 3 tầng trong 1 chuỗi Do

đó, BBU hỗ trợ tối đa là 6x3 = 18 RFU

2 TRX của 1

DRFU được

cấu hình

trong 1 sector

-Một DRFU không được hỗ trợ ứng dụng S1/1; tuy nhiên, 3 DRFU hỗ trợ ứng dụng S3/3

-Khi DRFU làm việc trong TX PBT, phương thức phân tập TX, hoặc phân tập RX 4 đường, 1 DRFU cung cấp chỉ 1 TRX Do đó, bạn có thể cấu hình DRFU như được yêu cầu

Với 1 site trong cấu hình tế bào S5/4/7, 9 DRFU được lắp đặt để đáp ứng những yêu cầu của cấu hình tế bào S6/4/8, nhưng cấu hình dữ liệu vẫn được thực hiện trên cơ sở cấu hình tế bào S5/4/7

Số lượng

DRFU

-Khi số lượng TRX của site < 12, số lượng TRX lẻ

có thể được cấu hình cho 1 tế bào Số DRFU = làm

-S3/3/3: DRFU=làm tròn (9/2)=5