超級(jí)基站硬件總體設(shè)計(jì)

1、大唐移動(dòng)DT mobile超級(jí)基站硬件總體設(shè)計(jì)大唐移動(dòng)北京研發(fā)部王金寶www.datang mobile, cn縮寫(xiě)術(shù)語(yǔ)3GThird Gen eration第三代移動(dòng)通信3GPPThird Generation Partnership Project 第三代合作項(xiàng)目8PSKEight Phase Shift Keying八態(tài)相移鍵控16QAMSixteen Quadrature Amplitude Modulation 十六態(tài)正交幅度調(diào)制ACUAccess Control Unit接入與控制單元BIUBaseband Interface Unit基帶接口單元CCUCenter Control

2、 Unit中央控制單元CEUClock&Ethernet exchange Unit時(shí)鐘以太交換單元CTUClock&Timing Unit時(shí)鐘定時(shí)單元GPSCUGPS Clock UnitGPS時(shí)鐘單元GRUGPS Receive UnitGPS接受單元大唐移動(dòng)DT mobile縮寫(xiě)術(shù)語(yǔ)IFUIF Unit中頻調(diào)制解調(diào)單元IMAInverse Multiplexing for ATMATM反向復(fù)用IPOAIP Over ATMIPO A通道L1Layer 1 (physical layer)層1 （物理層）L2Layer 2(data link layer)層2 （數(shù)據(jù)鏈路層

3、）L3Layer 3(network layer)層3 （網(wǎng)絡(luò)層）LMT-BLocal Maintenance Terminal for NodeBNodeB本地操作維護(hù)終端LCBLocal Oscillator Broad本振MACMedium Access Control媒介接入控制NBAPNodeB Applicatiopn Part基站應(yīng)用部分縮寫(xiě)術(shù)語(yǔ)OM Operations and Maintenance操作維護(hù)OMC-R Operation and Maintenance Center-Radio 無(wú)線操作維護(hù)中心QPSKQuadrature Phase Shift Keying

4、 正交相移鍵控RFURF Unit射頻單元RIURNC Interface UnitRNC接口單元RNCRadio Network Controller無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol 傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議TDD Time Division Dulex時(shí)分雙工TD-SCDMA Time Division-Synchronization code Division Multiple Access時(shí)分同步碼分多址接入U(xiǎn)TRAN Universal Terrestrial Radio Access Netw

5、ork 通用陸地?zé)o線接入網(wǎng)絡(luò)大唐移動(dòng)DT mobile超級(jí)基站硬件總體組成室內(nèi)部分:接入控制單元，時(shí)鐘單 元，時(shí)鐘/以太交換單元, 基帶單元，匯聚單元室夕卜部分：RRS單元(IFU, LCB, TRB, PSU)大唐移動(dòng)DT mobile大唐移動(dòng)DT mobile室內(nèi)瞥卩分結(jié)構(gòu)框圖TDB144A童內(nèi)部分插箔圖大唐移動(dòng)DT mobile大唐移動(dòng)DT mobile室夕卜瞥卩分結(jié)構(gòu)框圖大唐移動(dòng)DT mobile超級(jí)基站內(nèi)部接口與信息流大唐移動(dòng)DT mobile大唐移動(dòng)DT mobileRbrRbl & Rb2 data flow 11U RRRSRblRRSRb2TRUTa data flo

6、wMi data llow<Dal & Da2 data flowDb data flow IGbps 100MbpsDar data flowRbr data flow系統(tǒng)時(shí)鐘與信息流接口（Ta口）, 主備兩個(gè) GCU/CTU同 時(shí)輸出時(shí)鐘和同步信號(hào)，由 后級(jí)單 元實(shí)現(xiàn)日寸鐘和同 步信號(hào)的選擇硬件檢測(cè)（Mi扌妾口），主要是板卡在位檢 測(cè)，單板復(fù)位，板卡恒復(fù)位（鎖定狀態(tài)）， 其他待定功能業(yè)務(wù)與控制接口（Db 口），主要包括三部分：大唐移動(dòng)DTmobile1、CEU與CCl【連接的以太網(wǎng)接口，考慮采用千兆 以太網(wǎng)接口，用于保證基帶數(shù)據(jù)匯聚之后有 足夠的帶寬2、CTU與CCU接口采用

7、百兆以太網(wǎng)接口3、CEU與BBIJ接口采用百兆以太網(wǎng)接口，為了實(shí) 現(xiàn)CCU到BBU的數(shù)據(jù)匯聚和分發(fā)還需要在Db接 口設(shè)置交換功能基站的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流為:RNCRIUCCUCEUBBU (BIU) < RRS基站內(nèi)部控制數(shù)據(jù)流為：CCU通過(guò)內(nèi)部IP交換平 到各個(gè)板卡.www.datang mobile, cn大唐移動(dòng)DT mobile模擬傳輸接口 ：Rbt為中頻拉遠(yuǎn)接口Rbl為RRS （基帶拉遠(yuǎn)）中IFU與TRU之間的接口Rb2為中頻拉遠(yuǎn)時(shí)RRS內(nèi)部扌妾口數(shù)字基帶接口Dar為基帶拉遠(yuǎn)接 口，中頻拉遠(yuǎn)日寸不存在Dal為基帶拉遠(yuǎn)時(shí)BBU與BIU接口，中頻拉 遠(yuǎn)時(shí)為BBU與BCU及BCU與IFU間的

8、接口www.datang mobile, cn超級(jí)基站室內(nèi) 功育2單元簡(jiǎn)介 RIU CCU BBU GCU/CTU CEU BIUGPSCU （外部采購(gòu)）大唐移動(dòng)DT mobileRIU功能簡(jiǎn)介 E1方式和光纖方式的硬件接口 E1方式時(shí)支持IMA組的配置和檢測(cè) E1方式時(shí)支持平衡（120歐）和非平衡電纜（75歐） 連接支持基于IMA組方式的負(fù)載分擔(dān)和光纖方式的負(fù)載分 擔(dān)工作 ATM信元與以太幀的轉(zhuǎn)換以及ATM VC到以太MAC的 映射提供2個(gè)千兆以太網(wǎng)口用于連接CCU單元，并且可以 基于Trunk技術(shù)（鏈路匯聚）實(shí)現(xiàn)這2個(gè)端口的兀余備 份功能ecu功能簡(jiǎn)介處理高層信令，女口NBAP、TNL、O

9、&M提供主備倒換功能，實(shí)現(xiàn)ecu板卡的熱備份提供RIU和CEU之間的千兆速率交換功能提供對(duì)NodeB內(nèi)部板卡的O&M管理功能（通過(guò)以太網(wǎng) 口與GCU連接，在GCU上實(shí)現(xiàn)）對(duì)外的GE接口也可以支持Trunk組（鏈路匯聚）的設(shè) 置，以便提供交換通路的兀余備份主備CCU板卡之間實(shí)現(xiàn)同步數(shù)據(jù)備份基帶單元(BBU)主要完成數(shù)字基帶信號(hào)處理、協(xié)議處理、操 作維護(hù)、射頻拉遠(yuǎn)協(xié)議、數(shù)字光纖口/電接口、頻率綜合、定時(shí)產(chǎn)生 等功能。在相同的硬件平臺(tái)下，支持智能天線下3載波6天線(3C6A) 的基帶處理或單天線下6載波(6C1A)的基帶處理。通過(guò)加載不同 的軟件可以將板卡配置為3C6A的BBU或6C

10、1A的BBU。在上行方向上，BBU接收來(lái)自RRS或BIU丄的基帶串行數(shù)據(jù)流,由基帶傳輸模塊完成光電轉(zhuǎn)換(只對(duì)前而板RRS接口進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換， 對(duì)于背板BIU丄接口不需要進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換)、路由選擇、串并轉(zhuǎn)換后, 經(jīng)射頻拉遠(yuǎn)協(xié)議模塊完成上行業(yè)務(wù)(I/Q)數(shù)據(jù)和上行C&M數(shù)據(jù)的解 復(fù)用，DSP組通過(guò)并行總線讀取上行I/Q數(shù)據(jù)，進(jìn)行基帶信號(hào)處理， 處理后的上行數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)交換模塊交換到ACU單元。解復(fù)用后的C&M數(shù)據(jù)將送至MCU模塊進(jìn)行處理。www.datang mobile, cn在下行方向上，BBU接收來(lái)自ACU單元的下行數(shù)據(jù)，通過(guò)以太 網(wǎng)交換模塊交換到DSP組，DSP組完成下行方向

11、的基帶處理后，將 下行I/Q數(shù)據(jù)通過(guò)并行總線發(fā)送給FPGA, FPGA同時(shí)從MCU模塊接 收C&M數(shù)據(jù)，經(jīng)射頻拉遠(yuǎn)協(xié)議模塊完成下行I/Q數(shù)據(jù)和下行C&M數(shù) 據(jù)的復(fù)用，由基帶傳輸模塊完成并串轉(zhuǎn)換、路由選擇、電光轉(zhuǎn)換 （只對(duì)前面板RRS接口進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換，對(duì)于背板BIU丄接口不需要 進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換）后，將基帶串行數(shù)據(jù)流發(fā)送到RRS或BIU-Lo大唐移動(dòng)DT mobileEBU內(nèi)各功能塊的功能簡(jiǎn)介DSP組模塊：由一組DSP （Freescale DSP MSC8122）實(shí)現(xiàn), 完成碼片級(jí)和符號(hào)級(jí)的基帶處理功能，同時(shí)完成FP協(xié)議的功 MCU模塊：通過(guò)BCP （Baseband Contro

12、l Processor,Freescale通信控制器MPC8247）及外圍電路實(shí)現(xiàn)。完成協(xié)議 處理功能、控制和管理功能、包括DSP軟件下載和FPGAffi置、 頻綜模塊的配置、系統(tǒng)初始化、軟件存儲(chǔ)等功能。 FPGA模塊：通過(guò)FPGA DDP （Data Distribution Processor） 實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)TDRI協(xié)議（基帶拉遠(yuǎn)協(xié)議），實(shí)現(xiàn)與DSP組模塊 之間的上下行數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)與基帶傳輸模塊的數(shù)據(jù)接口。基帶傳輸模塊：由SERDE）復(fù)用器和解復(fù)用器、光收發(fā)模塊 實(shí)現(xiàn)。完成基帶數(shù)據(jù)的串行化傳輸（并串轉(zhuǎn)換和申并轉(zhuǎn)換）和 路由選擇功能（可選連接至前面板或本機(jī)框內(nèi)兩個(gè)BIU丄之-）,實(shí)現(xiàn)光纖接口

13、和背板嵩速串行接口。Ethernet交換模塊：由Ethernet交換芯片(Broadcom BCM5338)及一組Ethernet PHY芯片實(shí)現(xiàn)，完成DSP組模塊和 MCU模塊到ACU之間的以太網(wǎng)交換。頻綜模塊：接收30.72MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘，通過(guò)PLL電路產(chǎn)生BBU 所需要的61.44MHz的時(shí)鐘。EPLD模塊：主要靈黠幣位漏鑼狀饑鑼支輯定定產(chǎn)信單功邃丿 的等時(shí) 元用塊定 單復(fù)模， 各斷生號(hào)臺(tái)匕I2C接口模塊：由I2C總線驅(qū)動(dòng)器和I2C I/O擴(kuò)展器組成，支持板 在位檢測(cè)和遠(yuǎn)程復(fù)位功能。電源模塊：接收48V的電源輸入，為板內(nèi)各芯片提供各種電壓 的電源供給。GCU功能簡(jiǎn)介頻率綜合：由19.2

14、MHz時(shí)鐘生成30.72MHz系統(tǒng)時(shí)鐘；完成系統(tǒng)時(shí)鐘與同步信號(hào)的分配；輸出80ms、T_FRAME, T_SLOT, 2.5ms, 125us等 同步信號(hào)；完成板在位檢測(cè)和遠(yuǎn)程復(fù)位功能；支持主備倒換功能；CTU功能簡(jiǎn)介接收PP2S的同步源，產(chǎn)生10MHz的高穩(wěn)時(shí)鐘；頻率綜合：由10MHz時(shí)鐘生成30.72MHz系統(tǒng)時(shí)鐘；系統(tǒng)時(shí)鐘與同步信號(hào)的分配；輸出80ms、T_FRAME, T_SLOT, 2.5ms, 125us等同 步信號(hào)；完成板在位檢測(cè)和遠(yuǎn)程復(fù)位功能；支持主備倒換功能；大唐移動(dòng)DT mobileCEU功能簡(jiǎn)介提供百兆以太接口連接BBU板卡，千兆以太接口連接CCU接收來(lái)自CTU的線路時(shí)鐘

15、和同步脈沖，并轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng) 的BBU板卡 一個(gè)機(jī)框內(nèi)有2塊CEU,可以實(shí)現(xiàn)到BBU的時(shí)鐘信號(hào) 和交換通路的冗余備份對(duì)于時(shí)鐘信號(hào)，可以判斷來(lái)自CTU的時(shí)鐘可用性，并 通過(guò)倒換接口實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘的熱切換控制EIU功能簡(jiǎn)介BIU完成基帶數(shù)據(jù)（包括I/Q數(shù)據(jù)，C&M數(shù)據(jù)）的匯聚與分發(fā) 功能，下行方向上將多個(gè)BBU的基帶數(shù)據(jù)匯聚后發(fā)送到遠(yuǎn)端 的RRS,上行方向上接收來(lái)自RRS的基帶數(shù)據(jù)，并分發(fā)到各 BBUo BIU實(shí)現(xiàn)基帶接口的拉遠(yuǎn)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)NodeB與RRS之 間的基帶拉遠(yuǎn)光纖接口。大唐移動(dòng)DT mobile超級(jí)基站室夕卜. IFU TRB LCBPSU單元RRS大唐移動(dòng)DT mobileIFU功能簡(jiǎn)

16、介中頻單元主要完成基帶信號(hào)到模擬中頻信號(hào)的轉(zhuǎn)換和模擬 中頻信號(hào)到基帶信號(hào)的轉(zhuǎn)換。同時(shí)支持光纖模塊和射頻拉 遠(yuǎn)協(xié)議處理。中頻單元有光纖模塊，SERDES芯片，時(shí)鐘恢復(fù)電踰 FPGA, MCU, EPLD,數(shù)字上變頻電路和數(shù)字下變頻電 路以及相應(yīng)的電源電路組成。光纖模塊，完成相應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換。 SERDES芯片，完成光纖模塊和FPGA之間的數(shù)據(jù)交換 FPGA是完成DIF部分和BBU之間的IQ數(shù)據(jù)，以及隨路實(shí) 時(shí)控制信號(hào)以及非實(shí)時(shí)的管理信息的處理。TRB傳送與變換功能 TRB提供對(duì)IFU傳送過(guò)來(lái)的中頻信號(hào)進(jìn)行中頻模擬放大濾 波、上交頻以及射頻濾波和線性功率放大功能（如上圖1）; TRB提供對(duì)經(jīng)天線濾波

17、器傳送過(guò)來(lái)的天線接收信號(hào)進(jìn)行 射頻低噪聲放大濾波、下愛(ài)頻以及中頻模擬濾波放大功 能；（如上囪2） TRB提供收發(fā)信號(hào)在射頻上的合路，并通過(guò)由IFU傳送過(guò)來(lái)的收發(fā)控制信號(hào)完成模擬收發(fā)信號(hào)的時(shí)隙切換功能； TRB提供對(duì)IFU板傳送過(guò)來(lái)的本振信號(hào)進(jìn)行射頻分路與驅(qū) 劫放犬功能;TRB控制與存儲(chǔ)功能 TRB提供射頻發(fā)射輸出功率檢測(cè)功能，以保證輸出功能保 持在某一個(gè)值上； TRB提供對(duì)射頻信號(hào)接口駐波檢測(cè)功能，防止因?yàn)樘炀€開(kāi) 路造成TRB損壞，同時(shí)也能為操作人提供相應(yīng)的告警信息; TRB提供收發(fā)通道的增益控制功能，保證輸出功能； TRB提供板上工作溫度的檢測(cè)功能，保證輸出功率；TRB提供射頻發(fā)射信號(hào)線性的

18、調(diào)整功能，保證輸出功率；大唐移動(dòng)DT mobile大唐移動(dòng)DT mobileLOB功能簡(jiǎn)介該單元分為2個(gè)功能部分（本振單元，校準(zhǔn)單元），兩者 間是獨(dú)立的本振單元利用IFU的參考時(shí)鐘，通過(guò)鎖相環(huán)，產(chǎn)生為本振 信號(hào)，為TRB提供本振。通過(guò)天線陣校準(zhǔn)口分呢到各個(gè)射頻端口。收信機(jī)部分接收 從天線陣校準(zhǔn)口的系統(tǒng)發(fā)通路的射頻校準(zhǔn)信號(hào)下變頻到中 頻，送AIFUo大唐移動(dòng)DT mobilePSU單元主要是為RRS內(nèi)部模塊提供電源。該電源單元提供3種不同的電源。分別 是：P27V、P5V5、P12V （注根據(jù)最終的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如果安裝IFU的結(jié) 構(gòu)面有足夠安裝空間，該電源模塊將取消，直接在實(shí)現(xiàn)一48V的轉(zhuǎn)換）。 所有電源電壓經(jīng)過(guò)DC/DC電源變換得到的。由于該電源是為RRS設(shè)計(jì)的有一定的特殊性，該單元板應(yīng)具備如下功能：熱插拔功能單板保險(xiǎn)絲熔斷保護(hù)浪涌電流保護(hù)輸入輸出濾波反向電壓保護(hù)輸入輸出之間絕緣保護(hù)輸出電壓過(guò)高、短路保護(hù)（由電源模塊提供此項(xiàng)功能）模擬電壓低輸出紋波RRS的配電系統(tǒng)該部分為外協(xié)產(chǎn)品，功能描述如下：為RRS提供一48V電源。在選擇直接考慮上支持3扇區(qū)6天 線的3個(gè)RRS供電。帶蓄電池。一般呢置支