北邮中兴实习小组分析报告

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模块一:硬件设备

一、TD-LTEeNodeB概述 1、简介

eNodeB即演进型NodeB简称eNB,LTE中基站的名称,(相比现有3G中的NodeB,集成了部分RNC的功能,减少了通信时协议的层次)NodeB是3G移动基站的称呼。

3G是第三代移动通信技术,是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。 基站即公用移动通信基站是无线电台站的一种形式,是指在一定的无线电覆盖区中,通过移动通信交换中心,与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。

RNC(无线网络控制器,RadioNetworkController)是第三代(3G)无线网络中的主要网元,是接入网络的组成部分,负责移动性管理、呼叫处理、链路管理和移交机制。 2、eNodeB的系统架构

MME(MobilityManagementEntity)是3GPP协议LTE接入网络的关键控制节点,它负责空闲模式的UE(UserEquipment)的定位,传呼过程,包括中继,简单的说MME是负责信令处理部分。

S-GW(ServingGateWay,服务网关),是终止于E-UTRAN接口的网关,该设备的主要功能包括:进行eNodeB间切换时,可以作为本地锚定点,并协助完成eNodeB的重排序功能;在3GPP不同接入系统间切换时,作为移动性锚点(终结在S4接口,在2G/3G系统和P-GW间实现业务路由),同样具有重排序功能;执行合法侦听功能;进行数据包的路由和前转;在上行和下行传输层进行分组标记;空闲状态下,下行分组缓冲和发起网络触发的服务请求功能;用于运营商间的计费等。

CMC就是网络的一种服务器,CMC又称网通,CMC和电信一样,是上网的服务器。如果你是电信的用户,进入了网通,那么速度就会很慢,如果电信的用户进电信的服务器,那么速度就会很快,同样网通也是这个道理.

从传播角度来说,CMC就是一种以网络为媒介的传播。

LMT,LocalMaintenanceTerminal的缩写,意思是本地维护终端。

通过交换主机上的COM口接入交换主机,负责对系统内的参数和数据进行维护和配置。

ANT就是天线接口,用来连接天线。 二、BBU_RRU方案

1、为什么要应用BBU_RRU方案

3G网络如今正普遍使用。3G网络与2G网络的区别在于:由于3G网络工作在2000MHz频段,电波的传播损耗比2G频段大,信号穿透能力比2G频段弱,而且3G的高速数据业务需要更强的信号强度和信号质量,单靠室外宏基站解决室内覆盖已不能满足要求,在高层建筑的低层深处、地下车库常常存在局部盲区,通常需要建设有源和无源的室内分布系统。

TD—SCDMA室内分布系统与其它3G的区别在于:TD—SCDMA为时分双工(TDD),WCDMA、CDMA2000为频分双工(FDD),空中接口的技术体制也不同,因此,其室内分布系统也有所不同。

室内分布系统中主要是信源不同,信源主要包括宏基站、微基站、拉远型基站和直放站四种:(1)宏蜂窝信源:主要应用在话务量高、覆盖区域大、具备机房条件的高档写字楼、大型商场、星级酒店、奥运体育场馆等重要建筑物。

(2)微蜂窝信源:主要应用在中等话务量、中小型建筑物。

(3)拉远型信源:为大容量基站,主要应用在话务量较高的写字楼、商场、酒店

等重要建筑物,尤其适合建筑群的覆盖。

(4)直放机信源:主要应用在覆盖区域分散的小区,补盲覆盖的电梯、地下室等

场所。

TD-SCDMA产业目前已经发展成熟并开始大规模商用。TD-SCDMA采用了智能天线技术,所以不可避免的带来馈线过多的问题,而采用基于基带部分和射频部分分离的BBU+RRU构架的NodeB能够有效解决馈线多、施工难度大以及站址资源获取难的问题,已经成为业界部署网络的

标准解决方案。而且3G网络大量使用分布式基站架构,RRU和BBU之间需要用光纤连接。一个BBU可以支持多个RRU。采用BBU+RRU多通道方案,可以很好地解决大型场馆的室内覆盖。 三、BBU、RRU和拉远技术简介 1、TD-LTEBBU

BBU(BuildingBasebandUnit——室内基带处理单元) 基带(Baseband),信源(信息源,也称发终端)发出的没有经过调制(进行频谱搬移和变换)的原始电信号所固有的频带(频率带宽),称为基本频带,简称基带。

频带:与基带相对应,对基带信号调制后所占用的频率带宽(一个信号所占有的从最低的频率到最高的频率之差)。 (1) BBU架构

BBU设备采用统一的中兴通讯SDR基站平台。目前的产品有B8200和B8300。 SDR(SoftwareDefinationRadio),“软件定义的无线电”。软件定义的无线电(SDR)是无线电广播通信技术,它基于软件定义的无线通信协议而非通过硬连线实现。换言之,频带、空中接口协议和功能可通过软件下载和更新来升级,而不用完全更换硬件。SDR针对构建多模式、多频和多功能无线通信设备的问题提供有效而安全的解决方案。

SDR软基站是基于SDR(SoftwareDefinedRadio,即软件无线电)技术设计和开发的基站系统。它与传统基站最大的不同之处在于其射频RU单元具备软件可编程和重新定义的能力,进而实现了智能化的频谱分配和对多标准的支持。

基带单元(BBU)主要用来完成Uu接口的基带处理功能(编码、复用、调制和扩频等)、RNC的Iub接口功能、信令处理、本地和远程操作维护功能,以及NodeB系统的工作状态监控和告警信息上报功能。

(2)BBU性能指标

偶联:在两个SCTP端点间的一个对应关系,它包含了两个SCTP端点以及包括验证标签和传送顺序号码等信息在内的协议状态信息,一个偶联可以由使用该偶联的SCTP端点用传送地址来唯一识别,在任何时候两个SCTP端点间都不会多于一个的偶联。 SCTP(StreamControlTransmissionProtocol,流控制传输协议)是IETF

(InternetEngineeringTaskForce,因特网工程任务组)在2000年定义的一个传输层

(TransportLayer)协议,是提供基于不可靠传输业务的协议之上的可靠的数据报传输协议。SCTP的设计用于通过IP网传输SCN(SignalingCommunicationNetwork,信令通信网)窄带信令消息。

(3)BBU系统内外部接口 A、通信接口

? GE:CC与BPL之间接口传输信令流与媒体流;S1/X2接口;对外Debug接口; ? IPMI:uTCA标准定义的一套内部外设管理接口; ? UART:CC与SA,PM之间采用;

? CPRI\\OBRI\\Ir接口:支持2.45Gbps\\4.9152Gbps速率; ? E1/T1:仅支持IPoE,不支持ATM; B、时钟及同步

? 外接时钟源支持GPS,BITS,锁定线路时钟,支持1588; ? 背板时钟采用MLVDS:66.44M,FR/FN;

【注】大楼综合定时供给系统(BITS)和定时基准的传输:(1)大楼综合定时供给系统(BITS)是指在每个通信大楼内,设有一个主钟,它受控于来自上面的同步基准(或GPS信号),楼内所有其他时钟受该主钟同步。 C、环境监控

? 干接点输入/输出;外部监控设备RS485,RS232控制接口; ? 风扇调速,转速上报 D、CC时钟板

? CC提供的功能

? 实现质控功能、完成RRC协议处理、支持主备功能 ? GE以太网,提供信息流和媒体流交换平面

? 内(外)置GPS/BITS/E1(T1)线路恢复时钟/1588协议时钟 ? 提供系统时钟和射频基准时钟10M,61.44M,FR/FN

? 支持S1/X2接口,提供16路E1/T1,1路10/10/1000METH(光电各一个,互斥使用) ? 支持级联(10/100/1000M) ? 提供全IP传输架构

? IPMI机框管理(MCMC功能) ? CC板面板 ? CC板指示灯 ? CC的RRC实现

? 系统信息广播

1. 包括NAS公共信息

2. RRC_IDLE态UE可用信息(如:小区重选参量、邻近小区信息) 3. RRC_CONNECTED态UE(如:公共信道配置信息)

? 无线接入制式间灵活性,如:安全激活、RRC上下文信息传送 ? 测量、配置、控制和报告

1. 测量的建立、修改、释放

2. 测量gaps的配置、激活、试激活 3. 测量报告 ? RRC连接控制 1. 寻呼

2. 连接建立、修改、释放。包括UE标识(C-RNTI)的分配、修改;无线信令承载SRB1和SRB2的建立、修改、释放

3. 启动安全激活。如:启动AS完整性保护(CP)和AS加密计算(CP、UP)配置 4. RRC移动性连接。

5. 承载用户数据(DRBs)的无线承载(RBs)的建立、修改、释放 6. 无线配置控制。如ARQ\\HARQ\\DRX配置的分配、释放

7. QoS控制。包括:DL、UL半永久性配置信息的分配、修改,UE的UL速率控制参量的分配、修改,每个RB的优先级和优先级比特率分配 8. 故障无线链路恢复

【注】RRC(RadioResourceControl)——无线资源控制

RRC处理UE(UserEquipment)和eNodeB之间控制平面的第三层信息。

NAS(NetworkAttachedStorage)网络存储基于标准网络协议实现数据传输,为网络中的Windows/Linux/MacOS等各种不同操作系统的计算机提供文件共享和数据备份。 NAS存储层RRC是资源控制

1、 LTE终端首次开机一定要进行附着过程;附着后是RRC_CONNECTED状态。 2、去附着过程中,eNB会释放RRC连接,去附着完成,RRC处于RRC_IDLE态。

3、RRC_IDLE和RRC_CONNETED状态是RRC层的概念,只要RRC连接存在,RRC就处于RRC_CONNECTED。

另外,附着和去附着是NAS层的过程,RRC_IDLE或者RRC_CONNECTED是RRC层的状态。 UE是移动通讯中一个重要概念,3G和4G网络中,用户终端就叫做UE。

Measurementgaps(测量间隔):UE可以用于在异频实施测量的时间(针对异频测量) ? CC的S1/X2接口的实现 E、BPL

? BPL提供的功能

1. 实现和RRU的基带射频接口

2. 实现用户面处理和物理层处理,包括PDCP、RLC、MAC、PHY等 3. IPMI的管理接口

4. 一块BPL板可支持1个8天线20MHz小区 ? BPL板面板 ? BPL板指示灯 ? BPL的RLC实现

1. 传输高层PDUs

2. 通过ARQ矫正错误(仅用于AM数据传输)

3. RLCSDUs联接、分段、重组(仅用于UM和AM数据传输) 4. RLC数据PDUs重分段(仅用于AM数据传输)

5. 高层PDUs顺序分发(仅用于UM和AM数据传输) 6. 副本检测(仅用于UM和AM数据传输) 7. RLCSDU丢弃(仅用于UM和AM数据传输) 8. RLC重建

9. 协议错误检测与恢复

【注】RLC(RadioLinkControl,无线链路层控制协议)

RLC是GPRS/WCDMA/TD-SCDMA/LTE等无线通信系统中的无线链路控制层协议

协议数据单元,是指在分层网络结构,例如在开放式系统互联(OSI)模型中,在传输系统

的每一层都将建立协议数据单元(PDU)。

【注】SDU(服务数据单元)

RLC实体从PDCP层接收到的数据,或发往PDCP层的数据被称作RLCSDU(或PDCPPDU)。

RLC实体从MAC层接收到的数据,或发往MAC层的数据被称作RLCPDU(或MACSDU)。

? BPL的MAC实现

1. 逻辑信道和传输信道间的映射(逻辑信道定义为MAC和RLC之间的SAP、传输信道定义为MAC与PHY之间的SAP)

2. 来自一个或不同逻辑信道的MACSDU(服务数据单元)复用到传输块(TB),传输块被分发给物理层的传输信道

3. 来自物理层的传输信道的传输块被解复用到一个或不同逻辑信道的MACSDU(数据单元) 4. 调度信息报告

5. 通过HARQ实现错误矫正

6. 通过动态调度方式实现UE间的优先级处理 7. 逻辑信道优先级确定 8. 传输格式选择

【注】MAC——MediaAccessControl(介质访问控制)

媒体介入控制层,属于OSI模型中数据链路层下层子层。 它定义了数据帧怎样在介质上进行传输。在共享同一个带宽的链路中,对连接介质的访问是“先来先服务”的。物理寻址在此处被定义,逻辑拓扑(信号通过物理拓扑的路径)也在此处被定义。线路控制、出错通知(不纠正)、帧的传递顺序和可选择的流量控制也在这一子层实现。

? BPL的PHY实现

1. 传输信道错误检测,并向高层提供错误指示 2. 传输信道前向错误校验(FEC)编解码 3. 软件组合混合自动重发请求(HARQ) 4. 传输信道到物理信道的编码速率匹配 5. 传输信道到物理信道的编码映射 6. 物理信道功率权重 7. 物理信道调制解调 8. 频率和时间同步

9. 无线特性测量,并向高层报告 10. 多入多出(MIMO)天线处理 11. 发送分集 12. 波束成型

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