第五章 RF模块.docx
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第五章RF模块
第五章RF模块
RF设备概述
这章描述了机柜中RF模块单元的操作功能。
所有的描述通过框图提供。
射频模块概述
下列设备描述：
压缩收发信单元（CTU）
扇区化前端通用模块（SURF）（用于接收路径）1800和双频段。
几种类型的发射模块（TX块）发射块用于发射路径的各种配置。
依赖于天线和CTU的数量和功能。
包括潜在的共享接收路径。
RF综合信息和环回测试功能
下列额外的信息在这个章节介绍
发射和接收功能的在RFequipmentdetail这个段落里定义。
RF概述和RF测试功能描述将在下个章节里。
一个跳频的例子将在CTU段落后马上介绍。
这些描述被确定为帮助读者理解RF模块的信息。
RF说明
所有的设备大多或超过ETSI要求。
频率信息在这个指南的说明部分被列出。
接收RF硬件
接收RF硬件由SURF模块和可选的TX块接收路径和CTU的接收部分组成。
SURP模块提供带通滤波器和低噪声放大器一共3个部分。
同时提供分集接收并交换到CTUs。
CTU接收作用
CTU提供下列接收功能：
-接收机调谐（在一个基本的时隙）到任意的接收信道频率。
-检波和均衡接收信道的信号。
-测量接收信号的强度指示和信号的质量。
-恢复接收到的无线信道的检波信号，
-解码信道接收到的数据和对信号的恢复处理。
传输数据到MCUF，路由到MSC。
-接入SURF的数字接口，控制来自相应天线接收信号的SURF开关选择。
-比较和处理来第2个天线额外接收路径，支持分集接收。
发射（TX）射频硬件
发射RF硬件由适当的组合的TX块组成，以使收发器符合天线共享的需要。
CTU提供下列发射功能：
.调谐（在一个基本的时隙）产生任何一个发射信道的射频频率。
.编码发射数据输出
.发射无线信道信号最后的RF功率放大和输出功率水平控制
.当使用CCB时，控制数据输出到CCB
.数据的信道编码被传输、交织信号和话务信道按ETSI定义。
RX/TX单天线双工
双工器允许单天线用于发射和接收操作。
双工器存在于很多发射块中。
普通的双工射频信号被用于一个天线，第2个接收天线提供分集。
注意：
一个单天线（没有分集）是需要的，双极化天线RF接收馈线从传输块必须连接到SURF的RXA路径。
简单的交换分集体、在OMC-R上没有配置，错误的SURF配置可能导致接收丢失。
RF概述和RF测试功能
RF概述
这个段落解释了RF功能块和额外的RF环回测试能力。
术语功能和可选的能力被呈现。
更多的描述RF模块片段在这章被理解。
RF主要组成解释
下列描述将结合图5-1。
射频模块有3个主要部分组成
CTU
SURF模块
TX块和替代品CCBs
CTU可以工作在900MHz或1800MHz。
它可以从SURF接收2路输入RXA和RXB。
这些输入被转换成数字话音/数据，2路RX信号，提供从MS（上行）的RX分集接收功能。
CTU也产生一个TX数据信号，转化接收的数字语音/数据，发射通过馈线连接TX块和天线发射到MS（下行）。
第3（中间）的端口提供RF环回测试信号能力。
用来自动发送射频信号测试到SURF。
SUFR模块
三中不同的SURF模块可以被装在HorizonmacroOutdoor。
一个单波段或双波段1800MHzSURF和900MHz双波段SURF。
1800MHzSURF模块接收3对天线输入。
一个双波段SURF模块接受4对天线输入。
SURF把输入交换到受MCUF控制适当的CTU里。
为分集每个CTU有2个输入。
SURF也包括连接每个CTU测试信号的环回测试电路。
TX块
最多有3个TX块，每个块服务于2个CTUs。
TX块对传输信号进行滤波以得到所需要的TX频段。
如果一个天线不但用于TX信号也用于RX信号，TX滤波器也被用于使RX频率信号传输给SURF。
RF环回的目的
环回测试功能重要用于识别当RF系统故障。
环回测试功能创建一个测试信号识别故障启动OMC-R诊断功能。
.软件（由OMC-R纠正）
.特殊硬件（CTU或SURF）
结果是减少了基站访问次数，和避免了不必要的硬件正常工作的访问。
注意：
环回测试功能可用在HORIZOMACRO，不能被用于以前的产品。
RF环回硬件描述要求软件在GSR4之上。
RF环回硬件
RF环回测试功能本质是在CTU和SURF建立的硬件功能。
软件指令激活测试硬件，以在RF系统路由测试信号。
RF环回软件操作
当安装一个适当的软件，GSR5或更高，OMC-R可以运行环回测试功能，和接收测试的结果。
图5-1显示了一个基本的RF和环回/VSWR测试功能。
为了更清楚，只用了一个CTU和一个TX块，和部分的SURF。
CCB可以被用于替代TX块。
RF测试模式描述
以下描述将结合图5-1。
注意：
RF测试能力描述需要软件使用GSR5或更高版本。
环回测试硬件通过耦合连路从正常的CTU传输信号中获得衰减的信号。
为测试SURF和CTURX功能，信号向接收频段作向下混频。
当无线系统正常工作的时候环回测试功能电路自动断开电源。
SURF测试模式
环回信号通过耦合链路被直接注入SURF天线接收路径。
测试完成SURF和CTURX系统路径。
CTURX电路测试
环回测试信号被直接注入CTU内在的RX输入。
该模式测试CTU的部分接收。
VSWR测试模式
测试信号，在RX频率，通过SURF的耦合链路注入到天线端口。
反射功率被接收系统计算VSWR。
探测到的高VSWR可能指出馈线或天线故障。
CTU
CUT概述
这个段落提供CTU技术描述。
注意：
CTU只能被用在Horizonmacro.它可以是任一1800MHz或900MHz收发器，取决于需要。
虽然彼此不同但功能一样。
CTU：
.产生RF频率以履行发射和接收的功能。
.包含信道均衡、编码、译码和收发器逻辑控制需要的数字电路的8个时隙。
CTU提供BBS和MS的空中接口，有以下功能：
.分集接收能力（从2个天线输入），以在多径衰落和干扰的情况下改善接收信号的质量。
.在基本时隙上实现跳频和合成器跳频。
.发射功率控制
CTUTXRF输出说明
为了TXRF输出，见TechnicalDescription:
GSM-205-323全部和说明。
位置和要求
CTU机架靠近数字模块机架位于机柜的底部。
机柜可以容纳6个CTU。
最小必须有1个CTU放置在机柜里。
CTU内部板
CTU是一个现场可替换单元（FRU），它包括：
.CTU收发器（XCVR）板
.功率放大（PA）板
.电源提供单元
告警报告
CTU通过面板前部的LED指示显示状态，见表5-2，和详情在表5-1。
主要子系统。
诸如合成器和RF放大器被监控，告警信号是必要的。
警告：
当2个LED同时闪亮的时候，BOOTCODE正在下载到非易失性内存里用以软件升级。
电源不能被移开，也不能对机柜复位，直到下载完毕，否则会损害非易失性内存。
如果BOOTCODE发生错误，连接MOTOROLA客户网络资源中心请求BOOTCODE恢复程序和恢复BOOTCODE文件。
CTU连接器和RESET
TTYRSS-232串口通过9-WAY连接器连接的3条串行链路。
无线子系统（RSS）
均衡和控制处理器（EQCP）
信道编码控制处理器（CCCP）
在CTU前部面板有一个测试端口为了工厂的调整和维护提供接入点。
按RESET键操作可是实现硬复位，相当于正常加电的初始化。
在以后的版本（2001年以后）没有RESET键，RESET的操作实现是通过CTU的电路断路器CBM。
图5-3显示了前端面板，表5-2列出了连接器的功能
CTU输入/输出图
图5-4显示了CTU输入/输出块图
CTUTX连接器
CTUTx连接器是一个短SMA到SMA链路连接适当的Tx块或feedthoughplate。
注意：
TX先有一个90度SMA连接器在末端，一个直SMA连接器在另端。
90度端是设计用来连接CTU的Tx端口的。
CTURx功能
CTU的Rx部分接收从SURF接收经过2个放大器和滤波器接收的天线信号。
这个2个信号被应用的CTU收发器的输入端（支路A和支路B）。
图5-5显示了一个CTU支路功能。
输入信号经过SURF模块被滤波、放大和向下变频以保证为下一级提供正确的信号电平和频率范围。
RSSI数据（仅应用于GPRS和RACH脉冲串）使用自动增益控制以确保为中频级（IF）提供正确的信号强度。
中频的主要功能是对输入的信号滤波和放大
路径信号被送到积分电路检波和基带通滤波器滤波。
这些信号被数字化（I1/I2数据和Q1/Q2数据）和使用均衡器以达到接收同步和数据恢复的目的。
图5-6显示了IQ调制器的功能图。
8个时隙的信道的IQ调制调制器应用到调制器状态机。
数据被编码，串行-并行转换和送到积分器分离。
这些正交分量被D/A转换并被应用到正交调制器以积分生成中频IF最小高斯频移键（GMSK）控载频。
中频和激励范围
图5-7显示了中频的功能图和激励范围。
低电平调制载波被应用到实现RF功率控制所用的组合模拟和数字衰减器上。
这个些功率控制数据来自XCVR的数字环节功率控制元件的输出再经激励电路进一步放大功率驱动功放。
GMSK调制器的IF经过滤波器并被应用到输入可控制功率放大器的输入端。
用于发射机脉冲斜坡信号经过滤波后与主发射机注人混合并上变频成最终发射信道上的频率。
功率放大板
图5-8显示了一个功放（PA）的功能图。
功放板提供功率放大和前向功率检测器。
隔离器保护PA板的放大器。
检测过的输出被用通过XCVR数字环节来调整CTU最终射频功率输出电平。
PA板有以下6个功能块组成：
.RF功率放大器
.RF前向功率定向耦合器
.RF前向功率探测器
.温度传感器
.CCB控制
.RF环回电路
隔离器提供2个功能：
.隔离多个发射和减少交调
.保护RF功率放大器受到可能负载不平衡受到的损害。
CTU数字处理和控制功能
CTU数字处理和控制功能提供CTU的控制和RF处理。
这些功能包括：
.与备用2个MCUF接口的2.048M/s链路。
.为无线子系统（RSS）提供软件处理平台。
.一个数字处理器（DSP）提供无线控制和信道均衡（EQCP）。
.用于信道编码、数据路由和跳频（CCCP）的DSP。
.控制RF系统：
分集接收、传输和功率放大。
.内部设备和扩展机柜器件告警监视。
.控制外部模块包括CCBs和SURF。
.处理维护TTY端口，测试子系统点，和CTU测试连接。
图5-9显示了CTU数字功能图。
2M/S时隙链路
CTU和备分MCUF连接通过背板的（或扩展机柜的FMUX）2.048M/s链路。
这些链路经过曼彻斯特编码，从而在单一的链路提供时钟和数据。
恢复的时钟为CTU提供频率基准。
RX和TX电路支持FMUX光纤长度为1Km。
时分多址链格式为32×64K/s的时隙提供：
.下行和上行TRAU话音数据
.下行基带跳频数据路由/其他CTU
.小区站点空中接口同步
.用于RSS和MCUF控制信息的HDLC信道
.指示下行链路基带跳频数据源的基带路由信息
RSS处理器
RSS处理器可以与下列通信：
.MCUF通过TDM链路内专用的64K/S时隙
.其余数字控制通过外围通信接口总线PCI
.双端口接口通过CCCP
.一个TTY接口也提供用户支持
.RSS处理器内存包括闪存EPROM和8MDRAM。
闪存EPROM用于代码的存放。
EQCP处理器
一个EQCP处理器处理所有无线控制功能和信道均衡功能。
以每一时隙为基础的CTU控制功能，EQCP控制RX和TX功能。
这些EQCP功能包括。
.告警管理
.下行链路突发脉冲建立和调制器控制
.发射功率控制
.同步信道控制
.RF跳频
.前端接收和远程调谐组合器控制
.上行同步和均衡
.分集接收控制
.接收增益自动控制（AGC）
.接收信号强度计算（RELEV）
.定时提前计算
前部面板只是支持EQCP通过公共通信接口PCI和其余数字控制功能通信。
TTY端口提供无线电平校准，系统监测和CTU水平测试。
CCCP处理器
CCCP处理器处理GSM指定1层和空中接口的话音和控制数据的信道编码和解码。
此外，管理TRAU帧路由和BBH数据，通过TDM接口，到各自的MCUF。
CCCP功能包括：
.上行信道解码
.下行信道编码
.GSM加密算法
.基带跳频
.TRAU帧收集和同步
.告警管理
CCCP通过公共总线接口和其他数字控制功能通信。
一个双端口的RAM（DPR）用在下行链路和RSS通信。
除TDM功能外，一个串行链路用来支持上行和下行TRAU数据。
CTU接口功能
CTU的接口功能提供空中借口定时和无线控制电路所需要的RX（上行）TX（下行）控制功能。
公共PCI总线允许处理所有元件包括RSS处理器、EQCP、CCCP和其他各种CTU功能的通信。
CTU借口包括：
.主要GSM空中接口定时功能
.每个分集接收机支路的独立RX增益控制接口
.每个分集接收机支路基带RX数据接口
.接收前端和CCB控制
.TX数据接口包括提供基带数据用于发射的GMSK调制器，
.TX和功率放大功率控制接口
.RX和TX频率同步控制以支持RF跳频
.CTU和机柜告警数据收集
.告警取样和多路复用
CTU上行/下行
下行话务数据流
来自MCUF的下行链路TRAU数据功过TMD功能路由到CCCP功能，这里他们被编码（循环、成组、卷积）交织，并按照GSM要求加密。
信令信息也从RSS处理器接收和编码。
这些话务和控制信息组成空中接口的帧，并通过基带跳频的TDM功能路由回MCUF。
CCCP计算BBH路由字，通知MCUF跳频数据放到哪一个无线链路上。
后跳频数据然后再次发送回CTU，在这里它通过TDM功能接收和传送到EQCP功能。
EQCP插入miadmble和防护位并向前传送数据到调制器进行发射。
EQCP也规划CTU到正确的RF信道和发射功率电平为了发射短脉冲。
上行话务数据流
基带上行话务和控制数据信息接收通过CTU接口功能和发送到EQCP。
在这里他们执行均衡。
EQCP也计算时间提前和发射功率强度信息，这些被发送到RSS处理器。
这些恢复的数据位被向前发送到CCCP处理器，在这里它被解交织存区解码和解密成TRAU帧。
控制信息被发送到RSS功能，TRAU帧被通过TDM接口发送到MCUF。
跳频
跳频概述
CTU支持2中类型的跳频，合成器跳频（SFH）和基带跳频（BBH）。
这个片段提供了这些类型跳频的解释。
对这种工作方式在每一对发射/接收（TX/RX）短脉冲后MS都将切换信道。
SFH和BBH的不同在于BTS在哪个信道进行切换完成。
合成器跳频
SFH用CTU的频率速变改变TX/RX频率在任意时隙（TS），不影响其他时隙。
SFH仅用于宽带合成器。
使用SFH，每个时隙分配到一定数量的频率（最大64）以实现跳频。
当决定使用跳频CTU的硬件要求时，应该遵行下列规则：
.每一小区最少使用2块CTU满足BCCH要求。
CTUO的时隙0用于BCCH载频。
如图5-10。
.CTU0不能用于SFH，只有CTU1和其他CTU用于SFH。
通过使用BCCH载频跳频（使用BCCH载频跳频做一个SFH跳频）除了使用时间隙0。
然而BCCHCTU相应的时隙将被关断，在这个期间。
图5-10显示了SFH的最小要求
不通过BCCHSFH
CTU0
这个一个SFH例子。
CTU0提供BCCH和不提供跳频。
CTU0不得不以最大小区功率发射以满足BCCH要求。
时隙使用情况如下：
.TS0=-混合BCCHTS（BCCH/CCCH/DCCH），以最大小区发射功率传输。
.TS1-7=话务信道，全部为非跳频。
所有的话务信道都以小区最大发射功率发射。
CTU1和其他CTUs
.CTUS和其他额外的CTUs提供SFH话务信道，如下所示：
.TS0-7=跳频话雾信道。
分配BCCH的CTU0不能用于跳频的目的
通过BCCH载频跳频
CTU0
在这个SFH例子中，CTU0提供BCCH不提供跳频。
CTU0不得不以小区最大发射功率发射以满足BCCH的要求。
时隙使用情况如下：
.TS0=混合BCCH时隙（BCCH/CCCH/DCCH）以小区最大发射功率发射
.TS1-7=未使用时隙为BCCH发射空的短脉冲。
所有信道都以小区最大功率发射。
CTU1和额外的CTUs
CUT1和其他任意CTU提供SFH话务信道，如下所示：
.TS0=跳频话务信道，不提供BCCH使用
.TS1-7=跳频话务信道，使用所有可能的频率，包括BCCH。
当SFH使用BCC频率时，CTU以小区最大功率发射，并且此时CTU0上相应的TS被关断。
基带跳频BBH
BBH要求CTUTX（下行链路）在所有8个时隙在相同的频率上。
在RX（上行链路），CTU频率速变用来改变在时隙基础繁的时隙频率。
BCCH频率总是以小区最大发射功率发射。
BBH可以使用TX块或CCBTX合成器设备。
使用BBH代替SFH的主要理由是当使用CCBs时能启动跳频。
，因为CCB对于SFH机械速度太慢了。
BBH需要CTU的数量等于使用的频率数量。
BBH例子
如果MS使用循环跳频穿过ARFCNS102030（一个使用EGSM900例子）在每一个TDM帧（4。
615ms）使用不同的频率。
数据脉冲分别被每一循环频率（ARFCN10，20。
30）接收。
如表5-3所示。
在上行链路方向上，针对这一特别脉冲，控制CTU根据Ms所期望的频率调整TS5。
发射的描述如下，如图5-12所示：
1话务数据通过网络从NIU发送到MCUF。
在MCUF里ASIC把数据交换到CTU0（这一特定MS呼叫剧烈的专用CTU）
2CTU处理数据（信道编码、交织、加密和路由信息）后，把数据回送到ASIC
3ASIC跟随BBH路由信息直接引导数据到顺序图5-3的CTU的TX。
注：
BBH不同于标准和SFHCTUTX过程。
这些过程中，在第三级数据以选换引导到CTU。
没有BBH，第三级总把数据路由到原CTU。
接收
来自MS的数据接收是通过此MS的一个CTU（这个例子里为CTU0）。
CTU将合成跳频到RX信号。
这就保证了只有一个CTU的切换和均衡器连接到特定的MS。
SURF模块概述
分区通用接收机前端模块位于机柜顶部面板后部的纵向插槽里。
SURF模块下部的三个连接器连接到SURF连线装置，它提供连接最多6个CTU。
天线连接器位于单元的顶部。
有三种类型的SURF模块：
.单波段1800MHzSURF
.900MHzSURF模块（双波段）
.1800MHz双波段SURF
1800SURF包含3个放大部分用以连接3对天线输入的1800MHz信号
900SURF（双波段）包含3个放大部分用以连接的900MHz双波段天线输入，它还有另一个放大部分，用以连接一对1800MHz天线接收。
1800双波段SURF类似包含3个放大部分用以连接3对1800MHz天线接收。
它还有一个900MHz天线接受。
/
每个放大部分提供2个接收输出，可直接连接到6个CTU，通过交换部分。
每个CUT有3个输入RXARXB环回测试L
放大器0的2路接收被分开，并且在可能使用的时候陪用于其他机柜的扩展。
这些扩展天线从天线0。
扩展电缆连接扩展机柜SURF接收天线的连接端口。
（当作为标准条县输入时，它能够响应给个放大信号）
1800SURF概述
1800SURF功能描述
1800SURF提供前端滤波、放大和接收信号在天线和CTU的矩阵控制。
1800SURF功能部分由环回、滤波器、放大器、分离和数字处理器和功率选择组成。
每个部分和第2个分集接收路径一样，除了被2个分集路径共享的数字和电源部分以外。
有3个天线对输入（ANT0、ANT1和ANT2）用于每2个分集支路（支路A和支路B）。
每个分集支路具有6个CTU的输出，还有一个来自CTU的环回输入信号。
每一个支路上还有一个用于扩展机柜ANT0的输出。
数据库软件必须在OMC-R上设置，以便在机柜里的位置接收CTU。
数字部分交换，在数据库（告知通过MCUF和CTUS）的控制下，路由6个放大输出到适当的CTU。
数字和电源支持部分也负责环回交换控制，手动覆盖告警和DC电压。
RF环回测试功能描述在本章的RF概述和RF测试功能中。
双频段SURF模块视图
图5-15显示了一个双频段SURF模块的功能定义和不同的类型
双频段SURF模块功能描述
双频段SURF模块提供前端滤波、放大和RF接收信号在天线和CTU间的矩阵控制。
双频段SURF，每个有3对天线连接提供主要频率部分，和一个天线输入提供第二个频率。
有2种类型的双波段SURF允许900CTU混合1800CTU任意组合，最多可以6个载频被配置在一个机柜。
双波段SURF功能部分（图5-16）由环回、滤波、放大、分离、数字处理和功率选择组成。
每个部分和第2个分集接收路径一样，除了被2个分集路径共享的数字和电源部分以外。
有4个天线对输入（ANT0、ANT1和ANT2和ANTDB）用于每2个分集支路（支路A和支路B）。
每个分集支路具有6个CTU的输出，还有一个来自CTU的环回输入信号。
每一个支路上还有一个用于扩展机柜ANT0的输出。
数字编码从900CTU到1800CTU发射到数字部分。
数字编码顺序不同所以900CTU或1800可以分辨出和交换到相应的天线以便于发射和接收。
数字和电源支持部分也负责环回交换控制，手动覆盖告警和DC电压。
RF环回测试功能描述在本章的RF概述和RF测试功能中。
双频段SURF功能图
TX块概述
发射块结构
TX发射块位于CTU上部的3个框中。
有4中类型的TX块，其中三种可用于900或1800的变体，一种用于双频段变体（900/1800）
警告：
没有使用TX块处必须盖上空板以便于合适的气流和EMC屏蔽。
900（或1800）TDF=成对双工滤波器
双频段TDF=双频段成对双工滤波器
900（或1800）DCF=双工合成宽带滤波器
900（或1800）DDF=双级双工合成滤波器
这些TX块通过下部的流动空气制冷。
DDF有散热片，TDF双波段TDF和DCF没有散热片。
有三种类型的板放置在框中，一个是空板和2个与CTURX电缆接口
.空挡板为没有使用TX块位置确保空气流动和EMI屏蔽
.馈通板，提供2个SMA连接器转变成N型连接器，可以连接2个CTU。
.混合合成单元HCU，转换2个SMA连接器到N型连接，可以让2个额外的CTU连接到DCF。
.一种类型的TX单元被安装于堆放的框里，和连接3个CTU。
螺丝固定TX块位置
.空挡板被使用6个M4螺丝连接到顶面部板。
.TX块被使用2个M6螺丝连接到顶部板。
为确保正确的EMC屏蔽和安装牢固，非常重要的是确保所有的TX块/空党板用螺丝共顶在板上，并安装牢固。
TX框视图
发射块连接
发射块连接下列类型
.到发射机电缆SMA连接器
.到天线7/16连接器
.N型双工接收连接器，也被HCUCCB的输入和FEEDTHOUGH使用。
注意：
所有DCFDDF和HCU模块为使用的SMA输出必须连接50欧姆电阻。
TX块连接器外观
空挡板
空挡板的目的
.空挡板被放置在TX块不使用的位置。
空挡板确保在机柜里合适的空气流动。
.空挡板使用6个M4螺丝固定在框的顶部面板。
空挡板外观
馈通板
馈通板把SMA连接器从C
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