SCDMA400M基站系统
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声码器板（VCC） • 声码器板在系统中的主要作用是实现空中接
口传输的编码语音信号与有线（如PSTN）电 话传输系统的话音编码信号之间的转换与接 口功能。
– 下行话音信号的编码处理； – 上行编码语音的解码处理； – DTMF检测与发生； – 传真业务和承载业务的实现。
系统结构和原理——硬件结构
控制逻辑板（CLU） • CLU板是基站的总控制器，主要实现空中
智能天线 （防雷滤波器）
4根馈线
塔顶放 大器
4根馈线
4根馈线
第九根馈线
PS
塔顶放 大器
4根馈线
GPS天线
防雷器
防雷器
BTS机箱
GPS 模块
机房
E1至BSC
系统结构和原理——硬件结构
BTS包括
• 射频板（RFB）4块， • 频综板（SYN）1块、 • 基带处理板（MDM） 1块、 • 声码器板（VCC） 1块、 • 控制逻辑板（CLU） 1块、 • 塔放连接板（CON） 1块、 • 背板（BP） 1块、 • 新背板（NBP）1块。
上设计了两个射频收发信机。 • RFB的基本功能包括：
– 数字基带与模拟基带信号的模数/数模转换； – 提供射频接收通路； – 提供射频发射通路； – 提供校准通路； – 实现TDD收发控制。
系统结构和原理——硬件结构
频综板（SYN） • 频综板的功能是为四块射频板提供两路相
同的射频本振信号和一路中频本振信号； 实现射频发射通道的自动校准和射频接收 通道的自动校准。
• TDD同步原则：基站设备之间依靠全球定位系统 GPS或采用主从同步方式获得TDD同步。当全部基 站的TDD取自GPS同步时，精度要求优于3µs；当 采用主从同步方式时，TDD同步精度要求优于 70µs。
技术指标及要求
过压和过流保护
• 因为塔顶放大器安装在塔顶，引入雷电的机 率很大，造成的破坏性很强，所以在进入基 站之前先经过防雷模块，电源线防雷级别为 20kA，信号防雷级别为10kA
系统结构和原理——塔顶放大器
塔顶放大器TTA • 为了改善基站的覆盖效果。为了对抗移动通
信环境下一些典型区域的衰落，保证系统的 覆盖，
• 满足提高基站系统的接收灵敏度，补偿电缆 损耗，降低对末级功率放大器的输出功率要 求。
– 发射链路：将基站送上来的射频信号进行滤波 放大，送入天线。
– 接收链路：将天线接收到的射频信号进行低噪
系统结构和原理——塔顶放大器
• 在每一套基站系统中，有两台完全一样的塔
系统结构和原理——硬件结构
• BTS外形结构图
40
系统结构和原理——硬件结构
BTS的硬件系统逻辑结构框图
至 天 馈 系 统 第 9馈 线 GPS天 线 至 TTA
RFB
RFB
RFB
RFB
MDM
SYN
VCC
CLU
CON
E1至 BSC
系统结构和原理——硬件结构
射频板（RFB） • 每个BTS包括四块相同的RFB，每个RFB
系统结构和原理——硬件结构
基带处理板（MDM板） • MDM是BTS的核心部分，作为基站系统
主要的系统控制和数据处理单元，实现 全部的空中接口物理层信号处理功能和 物理层的信令功能，对基站系统的性能 和功能起着重要的作用。
系统结构和原理——硬件结构
• MDM与基站中其他单元的连接关系图
系统结构和原理——硬件结构
式）； • 提供E1接口。
系统结构和原理——硬件结构
新背板（NBP） • 基站与外界连线的防雷保护，包括E1线、
GPS信号线、与计算机接口、与塔放的连接 电缆。 • 实现基站各板状态信号及控制信号与计算机 的转接。 • 实现塔放-48V电源及同步控制信号的供给。
系统结构和原理——硬件结构
塔放连接板（CON） • 提供基站E1同步信号； • 基站GPS同步信号； • 基站为主基站时，提供从基站的同步信号； • 基站为从基站时，能从主基站得到同步信号； • 提供两个塔放单元TDD同步信号。
系统功能——空中接口功能
• SCDMA系统空中接口协议（SWAP协议） 的主要功能
– 实现时分双工 – 终端用户无线接入信令功能(包括网络层功能、
数据链路层帧结构的功能、物理层功能） – 终端用户无线接入信令功能 – 闭环功率控制 – 保护时隙的设计避免冲突的策略 – 基站忙闲指示 – 基站寻呼用户终端的策略
系统结构和原理
• 硬件结构 • 塔顶放大器介绍 • 天馈系统介绍
系统结构和原理——硬件结构
SCDMA400M型无线基站系统的主要部件 包括：
天线阵（含防雷滤波器）； 塔顶放大器； 馈线（9根）； GPS天线； 基站收发信机BTS（含GPS模块）。源自系统结构和原理——硬件结构
内部连接关系如图所示 ：
技术指标及要求
环境要求
• 机房环境温度
– 长期工作条件： – 短期工作条件：
• 湿度
– 长期工作条件： – 短期工作条件：
15～30℃； 0～45℃。
<65％； <90％。
系统功能
• 空中接口功能，为无线终端用户提供接入 手段；
• 网络接口功能，提供系统互联和组网的能 力；
• 业务功能，提供承载通信业务的能力； • 支持终端的有限移动功能； • 运行维护功能，提供系统运维的手段.
– 全球定位系统GPS，由GPS天线和安装在CON上 的GPS模块构成。
系统概述——系统特点
• 技术先进
– 智能天线 – 同步码分多址 – 软件无线电
• 频谱利用率高 • 覆盖范围大 • 支持终端的高速移动通话
系统概述——系统应用范围
• 系统应用范围
– SCDMA400M无线接入系统配合SCDMA核 心网络设备，可以组建大规模跨地域的无线 通信系统，开展移动或固定无线电话等业务。
• 支持终端在基站实现无缝覆盖的局部范围内 的移动通信；
• 支持终端在基站覆盖区域边界的切换功能； • 支持基站覆盖范围内盲区异频直放站与本基
站之间的切换管理。
系统功能——运行维护功能
• 告警功能 • 统计功能 • 软件远程加载功能 • 版本管理 • 系统校准 • 系统复位 • 空中接口链路层、应用层的调试信息上传 • 运行状态监视 • 其它
系统功能——组网功能
• SCDMA400M型无线基站系统提供一个 G.703 E1数字中继接口实现组网和网络 互联功能。
• 在无线接入网络中，基站系统与BSC相 连，并采用基于V5接入网信令规范扩展 的SAbis接口规范。以这种方式组建的本 地网或跨地区的大网，可以支持用户的 通话切换和漫游功能
系统功能——业务功能
技术指标及要求
系统指标 • 工作频带：400~410MHz； • 载波标称频率：本系统提供总共19个载
波，其标称中心频率（MHz）为：
– fk =400.25+k*0.5, k=0---18
• 双工方式：TDD
技术指标及要求
• 射频调制方式：DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying差分四相相移 键控） ；
技术指标及要求
• 中频频率标称值：114MHz； • 发射频谱带宽（99%能量带宽）:＜500kHz； • 射频输入输出阻抗：50Ω； • 驻波比：＜1.5； • 供电： 标称DC-48V±10V。
技术指标及要求
塔放的整机指标
• 工作电源： DC-48V±10V； • 整机峰值电流：4A； • 整机的最大输出功率：36dBm； • 整机发射增益：35dB±2dB； • 整机发射三阶交调失真：＜-30dBc； • 整机的接收噪声系数： ＜3.5dB； • 整机的接收增益：25dB±2dB； • 工作的温度范围：-30～55℃。
系统概述——系统简介
• 基站系统的网络位置
系统概述——系统简介
• 每个基站单元提供32个CDMA扩频码道，其 中2条码道分配作为接入码道（ACC），1条 保留自用，另外29个码道分配作为业务码道 （VCC）。按照5％呼损计算，每个基站单 元可以提供23.8Erl的话务量。
• 每个基站单元通过一个E1数字中继与BSC连 接，基站与BSC之间的信令接口采用基于V5 协议扩展形成的SAbis接口信令规范。。
技术指标及要求
直流电源 和接地 • 主电源：DC-48V±10V； • 电源额定功率：大于800W。 • 移动通信基站铁塔应有完善的防止雷击及次感
应雷击的防雷装置；
• 移动通信基站的建筑物应有完善的防直击雷及 抑制二次感应雷的防雷装置 ;
• 无线基站的接地采用三合一接地系统，即将设 备的工作地、保护地和防雷接地合设为一个接 地系统。
技术指标及要求
网络接口传输信号指标 • 基站无线空中接口为SWAP；基站通过
BSC实现大规模组网，采用E1接口和 SAbis信令规范，BSC连接网管设备的接 口为10M/100M以太网接口。
技术指标及要求
话务处理能力 • 到BSC方向提供一条E1，包括2个接入通道、
29个业务信道、1条保留信道（基站自用）， 按呼损率5％计算，每基站可以处理23.8Erl； 若每用户平均话务量为0.03Erl，则可支持约 800个用户。
• 基站设备直接为终端用户提供无线接入业务， 并通过SWAP协议将终端接入到系统核心传 输和交换网络中。
系统概述——系统简介
• SCDMA无线基站系统的优越性所在：
– 是目前具有最高频谱利用率的无线通信系统 之一；
– 在相同的通信距离下的最低发射功率； – 高性能价格比。该技术以及相应的系统设备
已成为国内外众多电信运营商的重点选型方 案之一。
系统概述——系统简介
• 基站系统主要包括下述几个主要组成部分：
– 天馈系统：包括天线阵、防雷滤波器、低损耗 馈线和塔顶放大器；
– 基站收发信机BTS：由射频板RFB、频综板SYN、 基带处理板MDM、声码器板VCC、控制逻辑板 CLU以及 塔放连接板 CON、背板BP 、新背板 NBP和机箱等组成。
系统功能——空中接口功能
• SCDMA400M无线基站系统设计的工作频段 是400～410MHz，总载频数为19个，每载频 间隔500kHz。
• 每个基站单元的无线接口提供32个码道，其 中2个码道定义为接入码道，其他29个码道定 义为业务码道，另有1个码道保留。
• 每个码道的传输速率为25.6Kbps，去除帧结 构的占用，每码道为上行和下行通信分别提 供9.6Kbps的业务或信令数据传输能力。
SCDMA400M基站系统
课程介绍
• 系统概述 • 技术指标及要求 • 系统功能 • 系统结构及原理
系统概述
• 系统简介 • 系统特点 • 系统应用范围
系统概述——系统简介
• 在SCDMA400M无线接入系统中，无线基站 设备是充分应用先进技术的典型代表。它不 但汇聚了智能天线、同步CDMA、软件无线 电等超新技术，稳定的性能和频段特性还特 别适合于城市或农村地区的无线接入网。
• 多址方式： CDMA； • 扩频系数： 32； • 扩频码：32组正交Walsh函数加上256位PN码。
技术指标及要求
射频指标 • 载频稳准度：±1.0ppm； • 标称发射功率：36dBm (单通道带TTA)；
43dBm（考虑智能天线的增 益）； • 发射功率控制范围：30dB； • 发射功率控制步长：1dB； • 接收灵敏度： -110dBm（BER＜1e-3）；
接口的链路层和应用层信令功能和网络侧 的接口信令功能，同时，负责整个基站部 分的控制功能，包括一个交换矩阵，可以 提供基站内部的交换处理能力。
系统结构和原理——硬件结构
背板（BP） • 基站的母板，为基站各单板提供电源和共地，
且提供各板间的接口； • 基站各板状态信号及控制信号与计算机的转
接； • 实现同步控制信号的供给（10ms，TDD方
技术指标及要求
网同步指标
• 网络同步原则：SCDMA系统与公众交换电话网 PSTN交换机之间的数字中继采用主从同步方式， 即SCDMA无线接入系统与交换机之间采用V5接口， BSC从交换机数字链路中提取同步。BSC有自备时 钟，可用准同步方式工作。基站的网络同步取自 BSC，精度优于±4.6×10-6。
• 话音业务：本无线基站系统集成了32个声 码器资源，可以无阻塞地提供32个双向语 音业务的话音编解码能力。
• 数据业务：支持最大9.6Kbps的低速数据传 送功能。
• 短信业务：基站系统以信令方式支持短信 业务，每条短信最大140Bytes，编码方式 采用GB13000编码标准。
系统功能——支持终端的移动功能
口传输的编码语音信号与有线（如PSTN）电 话传输系统的话音编码信号之间的转换与接 口功能。
– 下行话音信号的编码处理； – 上行编码语音的解码处理； – DTMF检测与发生； – 传真业务和承载业务的实现。
系统结构和原理——硬件结构
控制逻辑板（CLU） • CLU板是基站的总控制器，主要实现空中
智能天线 （防雷滤波器）
4根馈线
塔顶放 大器
4根馈线
4根馈线
第九根馈线
PS
塔顶放 大器
4根馈线
GPS天线
防雷器
防雷器
BTS机箱
GPS 模块
机房
E1至BSC
系统结构和原理——硬件结构
BTS包括
• 射频板（RFB）4块， • 频综板（SYN）1块、 • 基带处理板（MDM） 1块、 • 声码器板（VCC） 1块、 • 控制逻辑板（CLU） 1块、 • 塔放连接板（CON） 1块、 • 背板（BP） 1块、 • 新背板（NBP）1块。
上设计了两个射频收发信机。 • RFB的基本功能包括：
– 数字基带与模拟基带信号的模数/数模转换； – 提供射频接收通路； – 提供射频发射通路； – 提供校准通路； – 实现TDD收发控制。
系统结构和原理——硬件结构
频综板（SYN） • 频综板的功能是为四块射频板提供两路相
同的射频本振信号和一路中频本振信号； 实现射频发射通道的自动校准和射频接收 通道的自动校准。
• TDD同步原则：基站设备之间依靠全球定位系统 GPS或采用主从同步方式获得TDD同步。当全部基 站的TDD取自GPS同步时，精度要求优于3µs；当 采用主从同步方式时，TDD同步精度要求优于 70µs。
技术指标及要求
过压和过流保护
• 因为塔顶放大器安装在塔顶，引入雷电的机 率很大，造成的破坏性很强，所以在进入基 站之前先经过防雷模块，电源线防雷级别为 20kA，信号防雷级别为10kA
系统结构和原理——塔顶放大器
塔顶放大器TTA • 为了改善基站的覆盖效果。为了对抗移动通
信环境下一些典型区域的衰落，保证系统的 覆盖，
• 满足提高基站系统的接收灵敏度，补偿电缆 损耗，降低对末级功率放大器的输出功率要 求。
– 发射链路：将基站送上来的射频信号进行滤波 放大，送入天线。
– 接收链路：将天线接收到的射频信号进行低噪
系统结构和原理——塔顶放大器
• 在每一套基站系统中，有两台完全一样的塔
系统结构和原理——硬件结构
• BTS外形结构图
40
系统结构和原理——硬件结构
BTS的硬件系统逻辑结构框图
至 天 馈 系 统 第 9馈 线 GPS天 线 至 TTA
RFB
RFB
RFB
RFB
MDM
SYN
VCC
CLU
CON
E1至 BSC
系统结构和原理——硬件结构
射频板（RFB） • 每个BTS包括四块相同的RFB，每个RFB
系统结构和原理——硬件结构
基带处理板（MDM板） • MDM是BTS的核心部分，作为基站系统
主要的系统控制和数据处理单元，实现 全部的空中接口物理层信号处理功能和 物理层的信令功能，对基站系统的性能 和功能起着重要的作用。
系统结构和原理——硬件结构
• MDM与基站中其他单元的连接关系图
系统结构和原理——硬件结构
式）； • 提供E1接口。
系统结构和原理——硬件结构
新背板（NBP） • 基站与外界连线的防雷保护，包括E1线、
GPS信号线、与计算机接口、与塔放的连接 电缆。 • 实现基站各板状态信号及控制信号与计算机 的转接。 • 实现塔放-48V电源及同步控制信号的供给。
系统结构和原理——硬件结构
塔放连接板（CON） • 提供基站E1同步信号； • 基站GPS同步信号； • 基站为主基站时，提供从基站的同步信号； • 基站为从基站时，能从主基站得到同步信号； • 提供两个塔放单元TDD同步信号。
系统功能——空中接口功能
• SCDMA系统空中接口协议（SWAP协议） 的主要功能
– 实现时分双工 – 终端用户无线接入信令功能(包括网络层功能、
数据链路层帧结构的功能、物理层功能） – 终端用户无线接入信令功能 – 闭环功率控制 – 保护时隙的设计避免冲突的策略 – 基站忙闲指示 – 基站寻呼用户终端的策略
系统结构和原理
• 硬件结构 • 塔顶放大器介绍 • 天馈系统介绍
系统结构和原理——硬件结构
SCDMA400M型无线基站系统的主要部件 包括：
天线阵（含防雷滤波器）； 塔顶放大器； 馈线（9根）； GPS天线； 基站收发信机BTS（含GPS模块）。源自系统结构和原理——硬件结构
内部连接关系如图所示 ：
技术指标及要求
环境要求
• 机房环境温度
– 长期工作条件： – 短期工作条件：
• 湿度
– 长期工作条件： – 短期工作条件：
15～30℃； 0～45℃。
<65％； <90％。
系统功能
• 空中接口功能，为无线终端用户提供接入 手段；
• 网络接口功能，提供系统互联和组网的能 力；
• 业务功能，提供承载通信业务的能力； • 支持终端的有限移动功能； • 运行维护功能，提供系统运维的手段.
– 全球定位系统GPS，由GPS天线和安装在CON上 的GPS模块构成。
系统概述——系统特点
• 技术先进
– 智能天线 – 同步码分多址 – 软件无线电
• 频谱利用率高 • 覆盖范围大 • 支持终端的高速移动通话
系统概述——系统应用范围
• 系统应用范围
– SCDMA400M无线接入系统配合SCDMA核 心网络设备，可以组建大规模跨地域的无线 通信系统，开展移动或固定无线电话等业务。
• 支持终端在基站实现无缝覆盖的局部范围内 的移动通信；
• 支持终端在基站覆盖区域边界的切换功能； • 支持基站覆盖范围内盲区异频直放站与本基
站之间的切换管理。
系统功能——运行维护功能
• 告警功能 • 统计功能 • 软件远程加载功能 • 版本管理 • 系统校准 • 系统复位 • 空中接口链路层、应用层的调试信息上传 • 运行状态监视 • 其它
系统功能——组网功能
• SCDMA400M型无线基站系统提供一个 G.703 E1数字中继接口实现组网和网络 互联功能。
• 在无线接入网络中，基站系统与BSC相 连，并采用基于V5接入网信令规范扩展 的SAbis接口规范。以这种方式组建的本 地网或跨地区的大网，可以支持用户的 通话切换和漫游功能
系统功能——业务功能
技术指标及要求
系统指标 • 工作频带：400~410MHz； • 载波标称频率：本系统提供总共19个载
波，其标称中心频率（MHz）为：
– fk =400.25+k*0.5, k=0---18
• 双工方式：TDD
技术指标及要求
• 射频调制方式：DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying差分四相相移 键控） ；
技术指标及要求
• 中频频率标称值：114MHz； • 发射频谱带宽（99%能量带宽）:＜500kHz； • 射频输入输出阻抗：50Ω； • 驻波比：＜1.5； • 供电： 标称DC-48V±10V。
技术指标及要求
塔放的整机指标
• 工作电源： DC-48V±10V； • 整机峰值电流：4A； • 整机的最大输出功率：36dBm； • 整机发射增益：35dB±2dB； • 整机发射三阶交调失真：＜-30dBc； • 整机的接收噪声系数： ＜3.5dB； • 整机的接收增益：25dB±2dB； • 工作的温度范围：-30～55℃。
系统概述——系统简介
• 基站系统的网络位置
系统概述——系统简介
• 每个基站单元提供32个CDMA扩频码道，其 中2条码道分配作为接入码道（ACC），1条 保留自用，另外29个码道分配作为业务码道 （VCC）。按照5％呼损计算，每个基站单 元可以提供23.8Erl的话务量。
• 每个基站单元通过一个E1数字中继与BSC连 接，基站与BSC之间的信令接口采用基于V5 协议扩展形成的SAbis接口信令规范。。
技术指标及要求
直流电源 和接地 • 主电源：DC-48V±10V； • 电源额定功率：大于800W。 • 移动通信基站铁塔应有完善的防止雷击及次感
应雷击的防雷装置；
• 移动通信基站的建筑物应有完善的防直击雷及 抑制二次感应雷的防雷装置 ;
• 无线基站的接地采用三合一接地系统，即将设 备的工作地、保护地和防雷接地合设为一个接 地系统。
技术指标及要求
网络接口传输信号指标 • 基站无线空中接口为SWAP；基站通过
BSC实现大规模组网，采用E1接口和 SAbis信令规范，BSC连接网管设备的接 口为10M/100M以太网接口。
技术指标及要求
话务处理能力 • 到BSC方向提供一条E1，包括2个接入通道、
29个业务信道、1条保留信道（基站自用）， 按呼损率5％计算，每基站可以处理23.8Erl； 若每用户平均话务量为0.03Erl，则可支持约 800个用户。
• 基站设备直接为终端用户提供无线接入业务， 并通过SWAP协议将终端接入到系统核心传 输和交换网络中。
系统概述——系统简介
• SCDMA无线基站系统的优越性所在：
– 是目前具有最高频谱利用率的无线通信系统 之一；
– 在相同的通信距离下的最低发射功率； – 高性能价格比。该技术以及相应的系统设备
已成为国内外众多电信运营商的重点选型方 案之一。
系统概述——系统简介
• 基站系统主要包括下述几个主要组成部分：
– 天馈系统：包括天线阵、防雷滤波器、低损耗 馈线和塔顶放大器；
– 基站收发信机BTS：由射频板RFB、频综板SYN、 基带处理板MDM、声码器板VCC、控制逻辑板 CLU以及 塔放连接板 CON、背板BP 、新背板 NBP和机箱等组成。
系统功能——空中接口功能
• SCDMA400M无线基站系统设计的工作频段 是400～410MHz，总载频数为19个，每载频 间隔500kHz。
• 每个基站单元的无线接口提供32个码道，其 中2个码道定义为接入码道，其他29个码道定 义为业务码道，另有1个码道保留。
• 每个码道的传输速率为25.6Kbps，去除帧结 构的占用，每码道为上行和下行通信分别提 供9.6Kbps的业务或信令数据传输能力。
SCDMA400M基站系统
课程介绍
• 系统概述 • 技术指标及要求 • 系统功能 • 系统结构及原理
系统概述
• 系统简介 • 系统特点 • 系统应用范围
系统概述——系统简介
• 在SCDMA400M无线接入系统中，无线基站 设备是充分应用先进技术的典型代表。它不 但汇聚了智能天线、同步CDMA、软件无线 电等超新技术，稳定的性能和频段特性还特 别适合于城市或农村地区的无线接入网。
• 多址方式： CDMA； • 扩频系数： 32； • 扩频码：32组正交Walsh函数加上256位PN码。
技术指标及要求
射频指标 • 载频稳准度：±1.0ppm； • 标称发射功率：36dBm (单通道带TTA)；
43dBm（考虑智能天线的增 益）； • 发射功率控制范围：30dB； • 发射功率控制步长：1dB； • 接收灵敏度： -110dBm（BER＜1e-3）；
接口的链路层和应用层信令功能和网络侧 的接口信令功能，同时，负责整个基站部 分的控制功能，包括一个交换矩阵，可以 提供基站内部的交换处理能力。
系统结构和原理——硬件结构
背板（BP） • 基站的母板，为基站各单板提供电源和共地，
且提供各板间的接口； • 基站各板状态信号及控制信号与计算机的转
接； • 实现同步控制信号的供给（10ms，TDD方
技术指标及要求
网同步指标
• 网络同步原则：SCDMA系统与公众交换电话网 PSTN交换机之间的数字中继采用主从同步方式， 即SCDMA无线接入系统与交换机之间采用V5接口， BSC从交换机数字链路中提取同步。BSC有自备时 钟，可用准同步方式工作。基站的网络同步取自 BSC，精度优于±4.6×10-6。
• 话音业务：本无线基站系统集成了32个声 码器资源，可以无阻塞地提供32个双向语 音业务的话音编解码能力。
• 数据业务：支持最大9.6Kbps的低速数据传 送功能。
• 短信业务：基站系统以信令方式支持短信 业务，每条短信最大140Bytes，编码方式 采用GB13000编码标准。
系统功能——支持终端的移动功能