NodeB设备介绍第二章BBURRU硬件结构

MU上机框基本单元
EU下机框扩展单元

主控框 资源框

硬件结构

BBU/RRU的硬件结构从功能上分成三个单元：
1.数字控制单元
在主控框中，为整个Node B提供对RNC接口，提供时钟，环境检测以及呼叫控制的功能框，并且提供Node B内部数据的交换
2.信道资源单元
在资源框中，资源框是进行TD-SCDMA 物理层处理的功能框，具体包括进行传输信道，物理信道处理的信道板，进行Node B室内单元和远端射频单元接口的射频接口板
3.远端射频单元
TD-SCDMA分布式基站射频远端设备RRU连接天线，是进行信号放大和收发信的功能框。完成光纤链路接口、中频处理、智能天线下行的高功放、上行信号的小信号放大器、对进出信号的滤波器、模拟信号的上下变频等功能



逻辑结构

CP BBU01-1327A/CP RRU01-1306C的逻辑结构可分为：
RNC接口模块：完成与RNC以及下级BBU的接口功能
控制和交换模块：主要完成呼叫处理、操作维护处理和内部数据交换功能
基带处理模块：主要完成物理层处理
光纤接口模块：主要完成BBU和RRU之间的光接口功能
时钟模块：以GPS或BITS为参考源，生成BBU内部所需的各种时钟信号
监控模块：主要是对环境的监控
远端射频模块 ：提供TD-SCDMA网络的无线覆盖，通过Uu接口完成UE的接入和无线链路传输功能


室内单元

BBU是TD-SCDMA分布式基站系统的主要组成部分，它完成基带信号的处理，时钟与监控功能，同时实现Iub接口、电源接口、本地维护接口、环境监控接口以及与室外GPS天线接口。BBU采用外接告警箱实现环境的监控。


机柜/机架

BBU机柜主要由机架、主插箱单元、架顶功能模块组成。
BBU机架支持并柜设计，机架包括框架、前门、后门、侧板、后盖、顶板等金属部件，主要起到支撑、连接的作用。


架顶功能模块

柜顶单板及元件：
电源滤波保护单元PPU、E1PB
MIB单元
上出风孔区域
GPS接口

E1PB和MIB单元
接口保护板：E1PB（最多2块）
维护接口板：MIB（1块）
保护模块背板：PMB（1块）

保护模块背板PMB
完成E1PB与背板的连接，提供背板信号与E1PB/MIB信号转接。
提供SPD失效告警信号到MCB的转接，并对信号进行保护处理。

电源滤波保护单元PPU
电源滤波保护单元PPU内放置2个电源馈通滤波器FIL、1个空气开关SW(-48VDC)、2个浪涌抑制器SPD

主插箱单元
主插箱采用了先进的整体背板设计，主插箱单元分别由直流分配单元PDU、背板NBB、风扇、上机框基本单元MU、下机框扩展单元EU组成

PDU直流分配单元
1.主要完成对外部输入的－48V直流电源的配

电、开启、关断等功能
2.直流分配单元组成：
SYS：系统总电源开关（50A）
FAN：风机电源开关（3A）
MU： 上机框电源开关（15A）
EU： 下机框电源开关（15A）

背板NBB
1.对主插箱中的单板提供机械和结构上的支撑，同时提供单板间信号的互连，并且提供和外部其它模块的连接接口，提供-48V电源接口等。
2.分为1个控制模块、4个资源模块、1个调试接口模块，一个资源模块可以支持9载扇，可基于不同扇区和载波实现基带处理资源共享。满配置时4个资源模块最大支持36载扇。

风扇
风扇单元采用离心风机，风扇的运行使机框内形成固定路线的气流，可有效降低机柜内温度，保证设备安全运行。风扇单元可以从机柜前部拆装。

上下机框
1.机框划分为两大部分：上机框基本单元MU和下机框扩展单元EU
2.机框中的单板类型主要有：信道处理板CPB、射频接口板RFIB、接口板RIB、主控板MCB、时钟板TFB、调试接口板DIB
3.机框按逻辑功能划分为主控模块（又称主控框）、资源模块（又称资源框）和调试接口模块

主控模块/资源模块
1.主控模块基本配置的单板有：接口板RIB（2块）、主控板MCB（2块）、时钟板TFB（2块）
RIB：完成与传输网络的接口，支持1＋1负荷分担的工作模式
MCB：BBU的主控单元，支持1＋1备份的工作模式
TFB：BBU的时钟发生单元，支持1＋1备份的工作模式
2.资源模块包含的单板有：信道处理板CPB（每资源框配1到3块）、射频接口板RFIB(每资源框只能配1块)
CPB：完成基带处理功能，每块CPB支持3载波，6天线的数据处理
RFIB：完成远端射频单元RRU和室内单元BBU之间光纤链路的接口功能

RNC接口板RIB
1.RIB：RNC接口板
功能：完成与传输网络的接口，以实现与RNC的连接。
支持1＋1负荷分担的工作模式。
2.RIB的两种接口方式，对应两种板卡：
a.光纤传输： RIB-STM1
RIB-STM1主要由接口转换模块，PT_LINK接口模块，ATM路由模块以及光收发通路等部分构成
PT_LINK接口模块为接口板数据提供到主控板的高速通道，完成本板数据格式转换
ATM路由模块支持链型、星型等不同组网方式，根据VPI/VCI完成ATM信元的路由
光收发通路模块实现本板与RNC之间的数据传输通路
b.电路传输：RIB-E1/T1
除了将光收发通路模块更换为IMA及E1/T1接口模块，其他模块及功能与RIB-STM1完全一样
IMA及E1/T1通路实现本板与RNC之间的数据传输通路，在线路接口上提供8条E1/T1接口，支持IMA方式

接口板RIB-STM1
1.光纤传输

。
2.主控框最多单板数量：2块
3.STM-1 光接口数量：每板2路。支持级联
4.单模光纤接口
5.提供10M/100M以太网接口作为调试接口或维护接口
6.提供RS-232串口作为调试接口
7.支持LED指示本板的工作状态
8.光接口不使用时，应装上插头

接口板RIB-E1/T1
1.电路传输。
2.主控框最多单板数量：2块
3.E1/T1 接口数量：每板8路
4.接口形式：同轴75
5.支持链型、星型组网方式，最多4级级联
6.提供10M/100M以太网接口作为调试接口或维护接口
7.提供RS-232串口作为调试接口
8.支持LED指示本板的工作状态

主控板MCB
MCB：主控板
1.功能：在NodeB系统中承担呼叫处理和操作维护功能。
2.支持1＋1热备份的工作模式 。
3.组成：MCB主要由CPU、可编程逻辑模块、操作维护总线以及主备切换逻辑等部分构成。
4.支持2个自适应10M/100M以太网接口
5.支持广播和组播
6.支持LED指示本板的工作状态。

时钟板TFB
TFB:时钟板
1.功能：时钟板作为Node B的时钟基准源，为射频模块提供本振参考时钟为基带处理、FP及NBAP处理和操作维护提供系统时间、系统工作时钟。
2.支持1＋1热备份的工作模式 。
3.时钟板具有GPS时钟、BITS时钟和本地高稳晶振三种时钟源，在GPS时钟信号良好时，优先使用GPS时钟源，通过跟踪保持算法，时钟板在GPS信号丢失后24小时内将继续保持优良性能，满足系统工作的需要。如果每站点有条件提供BITS时钟，也可采用BITS时钟源
4.组成：TFB主要由CPU、可编程逻辑模块、晶振及频率合成电路、操作维护总线以及主备切换逻辑等部分构成。
5.锁定时间：30分钟。保持时间：24小时。
6.单板输出的SYSCLK信号频率准确度达到10E-11。
7.单板输出的PP2S信号24小时的相位漂移累计值：<7μs。
8.单板输出的PP2S 24小时的相位漂移累计值：<7us

信道处理板CPB
1.CPB：信道板
2.功能：信道板提供TD-SCDMA空中接口物理层功能及其控制功能，终结Uu接口并完成物理层处理最终向高层提供的服务。完成Iub接口的FP功能处理
3.组成：CPB主要由CPU、PT_LINK接口模块、DSP资源池以及IQ链路接口模块等部分构成。
4.每块CPB支持3载波，6天线的数据处理。
5.一个信道板支持三载波单扇区信道容量，信道数为72,最大用户数71。

CPB与其它板卡之间的关系
1.信道板接收时钟板提供的时钟信号
2.信道板与主控板之间传输数据和话音业务数据（主控板转发RNC接口板的业务数据）
3.信道板和主控板之间传输信令和OAM信息
4.信道板

与射频接口板之间通过IQ链路接收/发送数字IQ信号

射频接口板RFIB
1.RFIB：射频接口板
2.功能：完成远端射频单元RRU和室内基带单元BBU之间光纤链路的接口功能
3.组成：由CPU、IQ-Link接口模块、可编程逻辑模块、光收发通路以及操作维护通路等部分构成
4.单板支持9载扇的数据业务、控制和OM信息
5.单板支持3路光纤通道

E1接口保护板E1PB
1.E1PB：E1接口保护板
2.功能：E1接口保护板主要提供对RNC接口板（E1模式）的二级保护功能，防止一级保护后的残余大电压和大电流窜入E1/T1接口板，提高通信设备抗过压和过流的能力。
3.2块E1PB与2块RIB-E1对应
4.组成：E1PB主要由熔丝、TVS网络以及共模轭流圈等无源器件构成
5.E1/T1线路接口：每板8路，75欧（同轴）

维护接口板MIB
1.MIB：E1接口保护板
2.功能：为BBU提供维护接口，并对输入的信号进行滤波
3.主要有RS422、RS232和以太网信号，时钟信号10M、2M、1PPS和PP2S
4.MIB板提供如下接口：
a.两个BITS接口（1个2MHz和1个1PPS接口）
b.1个PP2S输出接口
c.1个5ms输出接口
d.与告警箱的RS422接口
e.1个RS232串行接口
f.两个100MHz以太网口，供MCB维护使用

微动开关设置
所有板卡面板上都带有微动开关装置。当板卡拔出时，按下板卡上的拔肩使微动开关开启，产生信号通知控制软件板卡将要拔出，软件响应此信号启动卸载程序、释放系统资源、停止相应程序的执行、点亮面板热插拔指示灯（HS），此时板卡就可正常拔出


电源说明
BBU的电源接口采用单端输入，－48V直流电源。允许波动范围为-40V～-57V DC。
1.整机电源
a.BBU的电源接口采用单端输入，－48V直流电源。允许波动范围为-40V～-57V DC
b.BBU电源分成两个部分，第一部分为给BBU机架供电的一次电源系统；第二部分是BBU机架顶部的配电单元部分
2.单板电源电路
a.Node B系统采用单板分布式供电方案，系统总电源经配电单元分配后送至背板NBB，再分配到各单板
b.单板电源电路是功能单板 -48VDC电源输入部分，它包括单板上的DC/DC电源模块，热插拔电路，EMI滤波电路、输入输出滤波电路，输入端防止反接、瞬态电压抑制，防过流、过压、欠压等保护电路和功能电路等
c.电源电路通过DC/DC变换器将－48VDC变换为12V、5V、3.3V等电压，担负着为单板上各功能电路和芯片提供合适的、稳定可靠的电压和电流的任务，并具有高可靠性

室外单元
1.室外部分主要包括远端射频单元RRU、智能天线及线缆

2.RRU子系统在Node B中处于智能天线和室内单元之间，是NodeB的远端射频单元
3.普天的RRU产品有六通道CP RRU01-1306C 和单通道CP RRU01-1301C等。本章中提及的RRU均指六通道RRU
4.单个RRU内有6条双向射频通道，通过内部的开关来设置收发信机的收、发状态。在发射时隙传输下行信号、在接收时隙传输上行信号。一个RRU最大支持6载波
5.每个智能天线采用6振子结构，与1个RRU配合使用

RRU工作原理
1.下行：BBU发送的IQ数据通过光纤传送至RRU，通过数字中频处理将IQ数据转换成模拟中频信号，上变频到射频再经射频模块放大通过天线发射

2.上行：RRU通过天线接收手机信号，经过射频模块把信号转换成中频信号，通过数字中频技术转为IQ信号，并根据相应的协议通过光纤传送到BBU

RRU硬件结构
1－数字处理模块
2－电源模块
3－滤波器
4－收发信模块
5－门禁开关
6－本振单元

收发信模块
1.收发信模块是RRU的核心功能模块，完成射频信号的发送和接收。
2.主要由低噪声放大器、功率放大器、混频器、滤波器和开关等电路组成，完成放大、变频、滤波等功能，并且提供校准通道和功率检测、温度检测等功能来支持系统校准。

数字处理模块
1.数字处理模块主要完成光接口模块，时钟恢复模块和数字中频模块的功能
2.光接口模块和时钟恢复模块具体功能包括：光接口模块功能、RRU与RFIB接口功能、链路时钟恢复功能、低抖动参考时钟输出功能、OM通道维护功能、时钟恢复模块功能、为各芯片提供相应的同步时钟和系统时钟、采样时钟，为本振模块提供参考时钟等
3.数字中频模块功能包括：数字中频上行、下行功能，监控模块控制功能 ，空口同步功能，具备处理6载波信号能力，支持上下时隙配置，单板主控功能，OM功能等

本振单元
本振单元是RRU的重要组成部分，其主要功能是产生稳定可靠的本振信号，并在一定频率范围内实现本振频率的设置，为前端收发信机中的混频器提供本振信号，主要由锁相环（PLL）、压控振荡器（VCO）、放大器、功分器和开关等电路组成

滤波器
1.保证2010－2025MHz通带内的射频信号能低插损地通过，同时对带外谐杂波及干扰信号进行有效抑制
2.前向发射时，与收发信机里的射频滤波器和中频滤波器一起对带外杂散进行抑制，使系统满足发射模板，并且满足与其它系统（GSM、PCS、WCDMA等）共存共址的要求
3.反向接收时，主要完成对带外阻塞信号的抑制，保证接收链路的正常工作
4.实现射频防雷的功能
5.RRU中有7个一样的滤波器，6个用于射频通道，1个用于校

准通道

电源模块
1.RRU电源单元将 -48V DC或220V AC输入电压经过滤波和变换器转换成收发信机、本振单元和数字处理板等所需的各种直流电压，通过供电电缆传送至RRU中的各模块。
2.电源模块主要输出两种电压：6V和28V。

RRU功能和工作过程
1.RRU作为Node B的远端设备，主要完成Node B的基带信号与射频信号之间的转换
2.在上行方向上，RRU首先将天线接收到的上行射频信号滤波、放大并转换成模拟中频信号，然后通过ADC将模拟中频信号转化成数字中频信号，最后在数字域作处理将数字中频信号转换为基带IQ信号，并通过光调制器将基带信号传给位于Node B近端的射频接口板，射频接口板将光信号转换为电信号传送给基带处理单元
3.在下行方向上，RRU首先利用光接收器将近端传来的承载在光信号上的基带信号由光信号转换为电信号，并在数字域作处理将基带IQ信号转换成数字中频信号，然后通过DAC将数字中频信号转换成模拟中频信号，再然后将模拟中频转换成射频信号并放大到一定的功率电平，最后经将射频信号滤波后从天线发射出去
4.RRU每个收发信模块提供一条业务通道，根据TD-SCDMA系统的时分特性、控制收发信模块内部的开关来设置收发信机的收、发状态。每条业务通道都是双向的，即在发射时隙传输下行信号、在接收时隙传输上行信号。另外，每个收发信模块均可提供一条校准通道，实际应用时根据系统配置从四个中选择两个来提供校准通道。

线缆组件和门禁开关
1.线缆组件
RRU机箱内部为了实现各功能模块之间电源、控制信号和高频信号的连接，采用了多种线缆组件
2.门禁开关
安装在RRU机箱门上。在正常工作状态下，当RRU的机箱门打开时，门禁开关闭合，通过RRU监控单元产生报警信号并上报；当机箱门关闭时，门禁开关打开，门禁报警信号消除

RRU底部面板接口
1－ PWER：-48V直流电源输入口
ANT1、ANT2、ANT3、ANT4、ANT5、 ANT6：N型插头，连接天线馈线
3－CAL：N型插头，智能天线校准口
13－ALARM：室外防雷箱告警接口
6－OFP0：2芯野战光缆接口0
8－OFP1：2芯野战光缆接口1
PE：保护地
11－RUN：电源指示灯
9－告警指示灯

智能天线
1.智能天线技术是一种空间信号处理技术。作为TD-SCDMA的关键技术之一的智能天线技术能够提高系统的容量，扩大小区的最大覆盖范围，减小移动台的发射功率，提高信号的质量.
2.智能天线系统由天线阵、信号合成单元和高级数字信号处理算法三部分组成。采用智能天线能有效地形成多波束赋形，每一个波束指向一个特定的用户且能自适应地跟踪移动用户，从而在基站和用户之

间建立起一条能量相对集中的无线链路。此特点使得接收时能实现空间选择性分集，减小不同位置用户的相互干扰、抑制了多径衰落和增加了上行容量。当发送时，智能天线的空间选择波束成形传送降低了输出功率要求、减少了同频干扰和提高了下行容量
3.本产品每个智能天线采用6振子结构，与1个RRU配合使用


智能天线组成
1.天线阵由辐射体、馈电网络、定位安装板、支撑杆、天线罩以及安装附件组成。
2.直线天线阵由6个辐射单元和一个校准网络组成，6个辐射单元呈直线分布，每个单元之间间隔为载波波长的一半。
3.圆形天线阵也是由6个辐射单元和一个校准网络组成，6个辐射单元呈等角度均匀分布在6圆周上。
4.天线阵的每个辐射单元接在校准网络的辐射单元接口上，基站信号通过电缆连接到天线的射频端口，通过耦合器耦合一部分信号到校准网络的公共校准端口。


天线支持
1.系统支持天线降质使用，当1个或2个阵元失效时，降质后可通过人工干预，不用重启恢复天线状态
2.支持智能天线自动校准功能：系统软件支持在一定周期下对各天线通路的幅度和相位的自动校准
3.在OMC-R接收到智能天线损坏1或者2根的故障报告时，操作员可以据此调整智能天线的配置参数。同时支持自动调整OMC-R将天线支路故障时的不同权值配置给Node B，在Node B发现天线支路故障后，自动调整天线权值
4.系统支持单天线工作模式
5.支持分布式天线
6.支持电调天线，可以调整天线下倾角

智能天线的作用
1.提高了基站接收机的灵敏度
2.提高了基站发射机的等效发射功率
3.降低了系统的干扰
4.减小多径效应
5.增加了CDMA系统的容量
6.改进了小区的覆盖（波束覆盖）
7.实现空分多址（SDMA）

智能天线的接口：
RF信号线：每个RRU7根，其中1个是校准信号，其余6根为工作射频信号馈线。
电缆接头：7×N型接头。