超级基站硬件总体设计

缩写术语
• • • • • • • • • • IF Unit 中频调制解调单元 Inverse Multiplexing for ATM ATM反向复用 IP Over ATM IPOA通道 Layer 1(physical layer) 层1（物理层） Layer 2(data link layer) 层2（数据链路层） Layer 3(network layer) 层3（网络层） Local Maintenance Terminal for NodeB NodeB本地操作维护终端 LCB Local Oscillator Broad 本振 MAC Medium Access Control 媒介接入控制 NBAP NodeB Applicatiopn Part 基站应用部分 IFU IMA IPOA L1 L2 L3 LMT-B
BIU功能简介
BIU完成基带数据（包括I/Q数据，C&M数据）的汇聚与分发 功能，下行方向上将多个BBU的基带数据汇聚后发送到远端 的RRS，上行方向上接收来自RRS的基带数据，并分发到各 BBU。BIU实现基带接口的拉远协议，实现Node B与RRS之 间的基带拉远光纤接口。
超级基站室外单元-RRS
CEU功能简介
• 提供百兆以太接口连接BBU板卡，千兆以太接口连接 CCU • 接收来自CTU的线路时钟和同步脉冲，并转发给相应 的BBU板卡 • 一个机框内有2块CEU，可以实现到BBU的时钟信号 和交换通路的冗余备份 • 对于时钟信号，可以判断来自CTU的时钟可用性，并 通过倒换接口实现时钟的热切换控制
• • • • IFU TRB LCB PSU
IFU功能简介
• 中频单元主要完成基带信号到模拟中频信号的转换和模拟 中频信号到基带信号的转换。同时支持光纤模块和射频拉 远协议处理。 • 中频单元有光纤模块，SERDES芯片，时钟恢复电路， FPGA，MCU，EPLD，数字上变频电路和数字下变频电 路以及相应的电源电路组成。 • 光纤模块，完成相应的光电转换。 • SERDES芯片，完成光纤模块和FPGA之间的数据交换 • FPGA是完成DIF部分和BBU之间的IQ数据，以及随路实 时控制信号以及非实时的管理信息的处理。
BBU内各功能块的功能简介
• Ethernet交换模块：由Ethernet交换芯片（Broadcom BCM5338）及一组Ethernet PHY芯片实现，完成DSP组模块和 MCU模块到ACU之间的以太网交换。 • 频综模块：接收30.72MHz的系统时钟，通过PLL电路产生BBU 所需要的61.44MHz的时钟。 • EPLD模块：主要完成MCU的复位配置，整板的复位控制（也 支持对各单元的单独复位控制），存储器和管理接口的粘贴逻 辑，中断复用等功能。 • 定时产生模块：接收系统同步信号，解出单元内部所需要各种 定时信号，定时产生功能可以集成在可编程逻辑器件中实现。 • I2C接口模块：由I2C总线驱动器和I2C I/O扩展器组成，支持板 在位检测和远程复位功能。 • 电源模块：接收-48V的电源输入，为板内各芯片提供各种电压 的电源供给。
BBU内各功能块的功能简介
• DSP组模块：由一组DSP（Freescale DSP MSC8122）实现， 完成码片级和符号级的基带处理功能，同时完成FP协议的功 能。 • MCU模块：通过BCP（Baseband Control Processor， Freescale通信控制器MPC8247）及外围电路实现。完成协议 处理功能、控制和管理功能、包括DSP软件下载和FPGA配置、 频综模块的配置、系统初始化、软件存储等功能。 • FPGA模块：通过FPGA DDP（Data Distribution Processor） 实现。实现TDRI协议（基带拉远协议），实现与DSP组模块 之间的上下行数据接口，实现与基带传输模块的数据接口。 • 基带传输模块：由SERDES、复用器和解复用器、光收发模块 实现。完成基带数据的串行化传输（并串转换和串并转换）和 路由选择功能（可选连接至前面板或本机框内两个BIU-L之 一），实现光纤接口和背板高速串行接口。
•系统时钟与信息流接口（Ta口），主备两个 GCU/CTU同时输出时钟和同步信号，由后级单 元实现时钟和同步信号的选择 •硬件检测（Mi接口），主要是板卡在位检 测，单板复位，板卡恒复位（锁定状态）， 其他待定功能 •业务与控制接口(Db口)，主要包括三部分：
1、CEU与CCU连接的以太网接口，考虑采用千兆 以太网接口，用于保证基带数据汇聚之后有 足够的带宽 2、CTU与CCU接口采用百兆以太网接口 3、CEU与BBU接口采用百兆以太网接口，为了实 现CCU到BBU的数据汇聚和分发还需要在Db接 口设置交换功能 基站的业务数据流为： RNC←→RIU←→CCU←→CEU←→BBU←→(BIU)← →RRS 基站内部控制数据流为：CCU通过内部IP交换平 台到各个板卡
TRB传送与变换功能
• TRB提供对IFU传送过来的中频信号进行中频模拟放大滤 波、上变频以及射频滤波和线性功率放大功能（如上图 1）； • TRB提供对经天线滤波器传送过来的天线接收信号进行 射频低噪声放大滤波、下变频以及中频模拟滤波放大功 能；（如上图2） • TRB提供收发信号在射频上的合路，并通过由IFU传送过 来的收发控制信号完成模拟收发信号的时隙切换功能； • TRB提供对IFU板传送过来的本振信号进行射频分路与驱 动放大功能；
在下行方向上，BBU接收来自ACU单元的下行数据，通过以太 网交换模块交换到DSP组，DSP组完成下行方向的基带处理后，将 下行I/Q数据通过并行总线发送给FPGA，FPGA同时从MCU模块接 收C&M数据，经射频拉远协议模块完成下行I/Q数据和下行C&M数 据的复用，由基带传输模块完成并串转换、路由选择、电光转换 （只对前面板RRS接口进行电光转换，对于背板BIU-L接口不需要 进行电光转换）后，将基带串行数据流发送到RRS或BIU-L。
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超级基站硬件总体组成
室内部分：接入控制单元，时钟单 元，时钟/以太交换单元， 基带单元，汇聚单元 室外部分：RRS单元（IFU，LCB， TRB，PSU）
室内部分结构框图
室外部分结构框图
超级基站内部接口与信息流
GPSCU /GRU GCU/ CTU Iub Ta Mi Da1
NBC
Dar BIU IFU
RRS
Rb1 TRU Dr Uu
RIU
CEU
BBU
From/To CEU Da1 Da1 Rb1 IFU IIU_L Rbr IIU_R
RRS
Rb2 TRU Uu
Ethernet Switch
BCU Db
CCU
From/To CEU Ta data flow Mi data flow Rb1 & Rb2 data flow Da1 & Da2 data flow Db data flow 1Gbps 100Mbps Rbr data flow Dar data flow
缩写Leabharlann Baidu语
• • • • • • • OM Operations and Maintenance 操作维护 OMC-R Operation and Maintenance Center-Radio 无线操作维护中心 QPSK Quadrature Phase Shift Keying 正交相移键控 RFU RF Unit 射频单元 RIU RNC Interface Unit RNC接口单元 RNC Radio Network Controller 无线网络控制器 TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol 传输控制协议/互联网协议 TDD Time Division Dulex 时分双工 TD-SCDMA Time Division-Synchronization code Division Multiple Access 时分-同步码分多址接入 UTRAN Universal Terrestrial Radio Access Network 通用陆地无线接入网络
•模拟传输接口： Rbr为中频拉远接口 Rbl为RRS（基带拉远）中IFU与TRU之间的接口 Rb2为中频拉远时RRS内部接口 •数字基带接口 Dar为基带拉远接口，中频拉远时不存在 Dal为基带拉远时BBU与BIU接口，中频拉 远时为BBU与BCU及BCU与IFU间的接口
超级基站室内功能单元简介
GCU功能简介
• 频率综合：由19.2MHz时钟生成30.72MHz系统时钟； • 完成系统时钟与同步信号的分配； • 输出80ms、T_FRAME，T_SLOT，2.5ms，125us等 同步信号； • 完成板在位检测和远程复位功能； • 支持主备倒换功能；
CTU功能简介
• • • • 接收PP2S的同步源，产生10MHz的高稳时钟； 频率综合：由10MHz时钟生成30.72MHz系统时钟； 系统时钟与同步信号的分配； 输出80ms、T_FRAME，T_SLOT，2.5ms，125us等同 步信号； • 完成板在位检测和远程复位功能； • 支持主备倒换功能；
CCU功能简介
• • • • 处理高层信令，如NBAP、TNL、O&M 提供主备倒换功能，实现CCU板卡的热备份 提供RIU和CEU之间的千兆速率交换功能 提供对NodeB内部板卡的O&M管理功能（通过以太网 口与GCU连接，在GCU上实现） • 对外的GE接口也可以支持Trunk组（链路汇聚）的设 置，以便提供交换通路的冗余备份 • 主备CCU板卡之间实现同步数据备份
超级基站硬件总体设计
大唐移动北京研发部 王金宝
缩写术语
• • • • • • • • • • • Third Generation 第三代移动通信 Third Generation Partnership Project 第三代合作项目 8PSK Eight Phase Shift Keying 八态相移键控 16QAM Sixteen Quadrature Amplitude Modulation 十六态正交幅度调制 ACU Access Control Unit 接入与控制单元 BIU Baseband Interface Unit 基带接口单元 CCU Center Control Unit 中央控制单元 CEU Clock&Ethernet exchange Unit 时钟以太交换单元 CTU Clock&Timing Unit 时钟定时单元 GPSCU GPS Clock Unit GPS时钟单元 GRU GPS Receive Unit GPS接受单元 3G 3GPP
基带单元（BBU）主要完成数字基带信号处理、协议处理、操 作维护、射频拉远协议、数字光纤口/电接口、频率综合、定时产生 等功能。在相同的硬件平台下，支持智能天线下3载波6天线（3C6A） 的基带处理或单天线下6载波（6C1A）的基带处理。通过加载不同 的软件可以将板卡配置为3C6A的BBU或6C1A的BBU。 在上行方向上，BBU接收来自RRS或BIU-L的基带串行数据流， 由基带传输模块完成光电转换（只对前面板RRS接口进行光电转换， 对于背板BIU-L接口不需要进行光电转换）、路由选择、串并转换后， 经射频拉远协议模块完成上行业务（I/Q）数据和上行C&M数据的解 复用，DSP组通过并行总线读取上行I/Q数据，进行基带信号处理， 处理后的上行数据通过以太网交换模块交换到ACU单元。解复用后 的C&M数据将送至MCU模块进行处理。
• • • • • • • RIU CCU BBU GCU/CTU CEU BIU GPSCU（外部采购）
RIU功能简介
• E1方式和光纤方式的硬件接口 • E1方式时支持IMA组的配置和检测 • E1方式时支持平衡（120欧）和非平衡电缆（75欧） 连接 • 支持基于IMA组方式的负载分担和光纤方式的负载分 担工作 • ATM信元与以太帧的转换以及ATM VC到以太MAC的 映射 • 提供2个千兆以太网口用于连接CCU单元，并且可以 基于Trunk技术（链路汇聚）实现这2个端口的冗余备 份功能