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移动通信原理与设备
1.5.6 4.6 C DMA系统基站设备简介

4.6 C DMA系统基站设备简介

本节将简单介绍中兴ZXC10 CBTS I2硬件结构。

CBTS(Compact Base Transceiver Station)即CDMA2000紧凑型基站。ZXC10 CBTS是中兴通讯推出的新一代CDMA紧凑型宏基站,具有体积小、容量大、重量轻、占地面积小等特点,并且支持靠墙安装。ZXC10 CBTS可在同一机柜上同时支持CDMA2000-1X和1XEV-DO Rev A,支持1X和1XEV-DO Rev A单板的混插应用。该系统可与IS-95兼容,并且可平滑升级至以后的CDMA2000-1XEV-DO Rev B。

1.特点

靠墙安装:对设备所有的操作和维护均可在前门完成,方便了工程安装及维护,且节省机房空间。

体积小:ZXC10 CBTS是业界最小的室内型基站〔850mm(H)×600mm(D)×600mm(W)〕。

容量大:单机柜最大配置可以支持4载3扇,并且支持并柜;单机柜通过光纤拉远可以实现总容量为12载扇(DO)/近24载扇(1X),单机柜同时支持1X和EV-DO业务。

宽带BTS:CBTS射频单板支持的频带宽度宽,在10M带宽内可灵活配置频点,最大程度节省用户投资;CBTS的Abis接口支持的带宽大(支持8条E1/T1或1条FE)。

先进的抗反向窄带干扰功能:中兴的ARIR功能支持多载频应用。

先进技术:多载波数字中频技术;支持线性预失真功放。

高可靠性:远端射频支持光纤环形组网,提高了传输可靠性;保证在GPS同步信号丢失之后,满足超过72 h的锁定状态,从而保证基站能够正常工作。

平滑扩容和升级:信道板CHM支持子卡方式,配置灵活;支持1X各种规模的信道板混插,也支持1X和1XEV-DO信道板的混插,为今后升级及维护提供方便;支持本地并柜,实现高载(F>4)扩展以及多扇(S>3)扩展;可通过光纤拉远的方式实现射频在远端的扩展。

灵活的组网方式:Abis口支持Ethernet端口连接;CBTS即支持220VAC/110VAC交流电源接入,也支持-48V直流电源的接入。

操作维护方便:强大的在线升级能力(逻辑、MCU程序、BOOT程序、FLASH文件),以增强维护方便性。

2.外形及机柜

ZXC10 CBTS I2外形和机柜如图4-31所示。

3.物理架构

ZXC10 CBTS I2包括3个子系统:基带数字子系统(Baseband Digital Subsystem,BDS)、射频子系统(Radio Frequency Subsystem,RFS)和电源系统(Power Subsystem,PWS),如图4-32所示。

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图4-31 ZXC10 CBTS I2外形和机柜

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图4-32 ZXC10 CBTS I2物理架构

(1)基带数字子系统

BDS是BTS中最能体现CDMA特征的部分,包含了CDMA许多关键技术。如扩频解扩、分集技术、RAKE接收、软切换和功率控制。BDS是BTS的控制中心、通信平台,实现Abis接口通信以及CDMA基带信号的调制解调。其包括的单板有:DSM、SNM、CCM、CHM、RIM、SAM、GCM、RIM。

①数据服务模块

数据服务模块(Data Service Module,DSM)实现Abis接口的中继功能、Abis接口数据传递和信令处理功能,DSM单板根据需要对外可提供4条、8条、12条、16条E1/T1,可灵活配置用来与上游BSC连接以及与下游BTS连接,同时DSM可以接传输网,支持SDH光传输网络。

②SDH接口模块

SDH接口模块(SDH Network Module,SNM)单板主要完成将Abis口的低速链路承载在STM-1上,从而实现Abis数据远距离传输的功能。SNM单板对外提供一对光纤接口,该光纤接口可以用于与BSC接口或与其他BTS连接。

③通信控制模块

通信控制模块(Communication Control Module,CCM)主要提供两大功能:构建BTS通信平台和集中BTS所有控制。CCM是整个BTS的信令处理、资源管理以及操作维护的核心,并负责BTS内数据、信令的路由。它也是信令传送证实的集中点,BTS内各单板之间与BTS与BSC单板之间的信令传送都由CCM转发。

④信道处理板

信道处理板(Channel Processing Module,CHM)主要完成基带的前向调制与反向解调,实现CDMA的多项关键技术,如分集技术、RAKE接收、更软切换和功率控制等。

目前BDS子系统中的CHM包括:CHM0、CHM1、CHM2、CHM3,CHM0、CHM3单板支持CDMA2000-1X的业务,CHM1单板支持CDMA2000-1X EV-DO Release 0业务,CHM2单板支持CDMA2000-1X EV-DO Release 0&REV A业务。

⑤射频接口模块

射频接口模块(RF Interface Module,RIM)是基带系统与射频系统的接口。前向链路上RIM将CHM送来的前向基带数据分扇区求和,将求和数据、HDLC信令、GCM送来的PP2S信号复用后送给RMM;反向链路上RIM通过接收RMM送来的反向基带数据和HDLC信令,根据CCM送来的信令进行选择,并将选择后的基带数据和RAB数据广播送给CHM板处理,HDLC数据送给CCM板处理。

⑥BDS接口模块

BDS接口模块(BDS Interface Module,BIM)为可拔插的无源单板,完成系统各接口的保护功能及接入转换,提供BDS级联接口、测试接口、勤务电话接口、与BSC连接的E1/T1/FE接口以及模式设置等功能。

⑦现场告警板

现场告警板(Site Alarm Module,SAM)位于BDS插箱中,主要功能是完成SAM机柜内的环境监控,以及机房的环境监控。

⑧GPS接收控制模块

GPS接收控制模块(GPS Control Module,GCM)是CDMA系统中产生同步定时基准信号和频率基准信号的单板。GCM接收GPS卫星系统的信号,提取并产生1PPS信号和相应的导航电文,并以该1PPS信号为基准锁相产生CDMA系统所需要的PP2S、16码片、30MHz信号和相应的TOD消息。GCM具有与GPS/GLONASS双星接收单板的接口功能。

(2)射频子系统

RFS完成CDMA信号的载波调制发射和解调接收,并实现各种相关的检测、监测、配置和控制功能。RFS由机柜部分和机柜外的天馈线部分组成。天馈线部分包括天线、馈线及相应的结构安装件,典型的天馈线部分由天线、天线跳线、主馈线、避雷器、机顶跳线、接地部件等组成。机柜部分包括如下单板:射频管理模块、收发信机模块、数字功放、射频前端、功放接口模块。

①射频管理模块

射频管理模块(RF Management Module,RMM)作为射频系统的主控板,主要完成三大功能:对RFS的集中控制,包括RFS的所有单元模块,如TRX、PA、PIM;完成“基带—射频接口”的前反向链路处理;系统时钟、射频基准时钟的处理与分发。

②收发信机模块

收发信机模块(RF Transceiver,TRX)位于BTS的射频子系统中,是射频子系统的核心单板,也是关系基站无线性能的关键单板,1块TRX可以支持4载扇的配置。在前向链路信号处理过程中,TRX接收RMM发过来的前向基带信号,由前向数字中频处理电路完成信号的上变频、正交数字调制和中频数字合路,然后进行削峰处理后经中频数模(D/ A)变换和模拟上变频到射频,再由TX处理前向功率衰减控制、射频放大和射频滤波。在反向链路信号处理过程中,经射频前端送来的主/分集天线射频信号输入到RX0和RX1,由RX0和RX1进行射频滤波、射频放大、射频模拟下变频、中频放大、中频滤波、反向衰减控制等处理,再由模/数转换(A/D)将模拟射频信号变为数字射频信号,数字射频信号在反向数字中频电路中进行正交解调,调解后的信号经过自适应干扰处理后输出到对应的基带时隙。

③数字功放

数字功放(Digital Power Amplifier,DPA)(数字预失真功放)将来自TRX的前向发射信号进行功率放大,使信号以合适的功率经射频前端滤波处理后,由天线向小区内辐射。支持800MHz、1 900MHz、450MHz 3个频段。

④射频前端

射频前端(RFE)主要实现射频前端功能及反向主分集的低噪声放大功能,RFE有两种类型:RFE_A和RFE_B,如表4-6所示。

⑤功放接口模块

功放接口模块(PA Interface Module,PIM)单板位于PA/RFE框,主要实现对DPA与RFE进行监控,并将相关信息上报到RMM。

表4-6 RFE类型

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4.GPS天馈系统结构

GPS天馈系统的功能是接收GPS卫星的导航定位信号,并解调出频率和时钟信号,以供给CDMA基站各相关单元,其系统结构如图4-33所示。

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图4-33 GPS天馈线系统结构

(1) GPS天线

GPS天线为有源天线,主要功能是接收GPS卫星信号给GPS接收机进行位置定位和授时,其外形如图4-34所示。

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图4-34 GPS天线

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图4-35 GPS1/4″馈线

(2) GPS馈线

GPS馈线的功能是连接GPS天线和GPS接收机,将GPS天线接收的信号送给GPS接收机处理,同时将GPS接收机提供的直流5 V电源转给GPS天线作为工作电压。馈线的选用原则是:长度小于100 m时,选用1/4″馈线,推荐使用1/4″馈线,如图4-35所示;长度小于80m时,使用φ9电缆(一般不选用);长度大于100 m时,最好采用7/8″电缆。

(3) GPS避雷器

GPS避雷器用于基站设备的防护,安装在与GPS天线相连的同轴馈线和基站内部单板的天馈射频电缆之间,防止因雷电感应形成的暂态过电压对基站单板产生损害,如图4-36所示。

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图4-36 GPS避雷器

(4) GPS馈线接头

GPS馈线接头为N型1/4″直式电缆插头(针),是具有螺纹连接结构的中大功率连接器,具有抗震性强、可靠性高、机械和电气性能优良等特点,广泛用于有振动条件下的无线电设备和仪器中,连接射频同轴电缆用,如图4-37所示。

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图4-37 GPS馈线接头

(5) GPS馈线接地卡

1/4″免胶型接地卡适用于1/4″馈线的室外防雷接地,如图4-38所示。

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图4-38 GPS馈线接地卡