LTE中的基站eNodeB.docx

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LTE中的基站eNodeB

LTE中的基站eNodeB

一、eNodeB简介

eNodeB为EvolvedNodeB，即演进型NodeB的简称，LTE中基站的名称，相比现有3G中的NodeB，集成了部分RNC的功能，减少了通信时协议的层次。

eNodeB基站采用分布式架构，包括基本功能模块：

基带控制单元BBU（BaseBandcontrolUnit）和射频拉远单元RRU（RemoteRadioUnit）。

BBU与RRU均提供CPRI接口，两者通过光纤实现互连。

基站典型安装场景

二、eNodeB在网络中的位置

LTE-SAE（LongTermEvolution-SystemArchitectureEvolution）系统包括E-UTRAN和EPC。

eNodeB在无线网络中的位置如下图所示。

如上图所示，eNodeB是LTE-SAE系统的接入设备，一个或多个eNodeB组成一个E-UTRAN。

eNodeB通过Uu接口与UE通信，通过X2接口与其他eNodeB通信，通过S1接口与EPC通信。

各网元功能如下：

1.eNodeB

●无线资源管理，包括无线承载控制、无线准入控制、连接移动性控制和资源调度。

●数据包的压缩加密。

●用户面数据包到S-GW的路由。

●MME选择。

●广播消息、寻呼消息等的调度和发送。

●测量以及测量报告配置。

2.MME

●寻呼消息的分发。

●安全控制。

●空闲状态的移动性管理。

●SAE承载控制。

●非接入层信令的加密与完整性保护。

3.S-GW

●终结由于寻呼原因产生的用户面数据包。

●支持由于UE移动性产生的用户面切换。

4.OMC

OMC为操作维护中心，包括M2000、CME、LMT等，用户可以通过OMC对eNodeB进行集中管理、维护等操作。

三、eNodeB逻辑结构

eNodB主要由BBU、RRU和天馈系统组成，其功能子系统包括控制系统、传输系统、监控系统、基带系统、射频系统、天馈系统和电源系统。

eNodeB逻辑结构如下图所示。

BBU采用模块化设计，包括四个子系统：

控制系统、传输系统、基带系统、电源和环境监控系统。

射频系统完成射频信号和基带信号的调制解调、数据处理、合分路等功能。

电源系统通过外部电源设备获取电源，并为eNodeB的各个系统供电。

天馈系统包括天线、馈线、跳线和RCU（RemoteControlUnit）等设备，用于接收和发射射频信号。

四、eNodeB时钟同步方式

同步是指两个或两个以上的信号在对应的有效瞬间，其相位偏差或者频率偏差保持在约定的允许范围之内。

时钟同步指基站与时钟参考源同步，使其与所在网络中的其它设备间的时钟频率或时间差异保持在约定的允许范围之内，避免传输系统中收/发信号定时的不准确导致传输性能的恶化。

时钟同步包括频率同步和时间同步：

•频率同步：

频率同步指信号频率与基准频率一致，而起始时刻不要求保持一致。

•时间同步：

时间同步又叫时刻同步，要求绝对时间的同步，信号起始时刻与通用协调时间UTC（UniversalTimeCoordinated）保持一致。

UTC时间是全球通用的科学计时标准，通过精心维护原子时钟，确保全球保持统一（精确到微秒）。

eNodeB支持的同步方式包括：

GPS，IEEE1588v2和TOD+1PPS。

GPS（GlobalPositioningSystem）卫星接收天线接收GPS卫星信号并传递给LMPT、或UMPT、或USCU，经星卡处理后供基站使用。

GPS支持频率同步和时间同步，GPS时钟精度可以达到微秒级。

IEEE1588定义了一种精密时间协议PTP（PrecisionTimeProtocol），实现通过网络提供精确的同步信号。

IEEE1588V2支持频率同步和时间同步，精度可以达到微秒级。

1PPS+TOD同步是指eNodeB通过获取1PPS（PulsePerSecond）和TOD（TimeofDay）信号，实现同步。

1PPS信号，即秒脉冲，用于实现时间同步。

TOD信号用于传递时间信息、参考时钟类型以及参考时钟工作状态等信息。

使用1PPS+TOD同步必须配置USCU单板。

五、eNodeB传输组网

eNodeB支持IP传输组网，组网灵活，可以支持星型、链型和树型3种组网方式。

eNodeB与MME/S-GW之间的接口为S1接口，采用E1/T1或者FE/GE传输。

eNodeB的传输组网方式包括星型组网、链型组网和树形组网，如下图所示。

各种组网方式的特点介绍如下表所示。

六、BBU整机介绍

1.BBU硬件介绍

BBU是一个19英寸宽、2U高的小型化的盒式设备。

BBU外观如下图所示。

BBU上有11个槽位，在BBU面板上的分布如下图所示。

在任意场景下，FAN、UPEU和UEIU都固定配置BBU上相应的槽位，配置原则如下表所示。

LTE（FDD）和LTE（TDD）基站的BBU单板配置原则相同，本章节以LTE（FDD）为例进行说明，BBU单板槽位分布如下图所示。

BBU单板配置原则如下表所示。

BBU单板典型配置示意如下图所示。

2.2.单板

UMPT（UniversalMainProcessing&Transmissionunit）为BBU3900的主控传输板，为其他单板提供信令处理和资源管理等功能。

UMPT单板传输规格如下表所示。

UMPT面板外观如下图所示。

UMPT单板的功能为：

完成配置管理、设备管理、性能监视、信令处理、主备切换等功能。

实现对系统内部各单板的控制。

提供整个系统所需要的基准时钟。

可以实现传输功能，集成单星卡，提供绝对时间信息和1PPS参考时钟源。

在初始配置的时候，完成基本传输的功能，包括4个E1和2个FE/GE的传输接口，支持ATM、IP和PPP协议。

UMPT单板的接口说明如下表所示。

UMPT面板指示灯的含义如下表所示

LBBP（LTEBaseBandProcessingunit）单板是BBU3900的基带处理板，主要实现基带信号处理功能。

单个LBBPc最大支持600个scheduled用户，1800个激活用户数。

单个LBBPd最大支持3600个激活用户数。

单块基带板支持多个扇区的情况下，用户数受限于基带板能力，如下表所示

LBBP单板应用在LTEFDD场景下，单板规格如下表所示。

LBBP单板应用在LTETDD场景下，单板规格如下表所示

LBBP单板面板外观图

功能

LBBP单板的主要功能包括：

完成上下行数据的基带处理功能。

提供与射频模块的CPRI接口。

3.3.BBU内部系统结构

从基站内部实现视角，基站由控制子系统、传输子系统、基带子系统、射频子系统、时钟子系统、电源环境监控子系统构成。

BTS内部系统结构如下图所示：

BTSCTLsubsystem：

控制子系统

BTSTRPsubsystem：

传输子系统

BTSBBsubsystem：

基带子系统

BTSRFsubsystem：

射频子系统

BTSTASsubsystem：

时钟子系统

BTSMPEsubsystem：

电源环境监控子系统

控制子系统：

完成基站内部资源的控制和管理功能。

提供基站与OMC的管理面接口、基站与其他网元的控制面接口、多模基站内公共设备控制协商接口。

传输子系统：

完成传输网络和基站内部数据转发功能。

提供基站与传输网络的物理接口、基站与其他网元的用户面接口。

基带子系统：

完成上下行基带数据处理功能。

射频子系统：

完成无线信号的收发处理功能。

提供基站与天馈系统的接口。

基带子系统和射频子系统之间通过CPRI接口链接，CPRI支持星型、链型、环型、双星型等多种灵活的组网方式。

时钟子系统：

完成基站时钟同步功能。

提供基站与外部时钟源的接口。

电源环境监控子系统：

完成基站供电、散热、环境监控功能。

BBU的主要功能如下：

•提供与传输设备、射频模块、USBa设备、外部时钟源、LMT或U2000连接的外部接口，实现信号传输、基站软件自动升级、接收时钟以及BBU在LMT或U2000上维护的功能。

•集中管理整个基站系统，完成上下行数据的处理、信令处理、资源管理和操作维护的功能。

七、RRU整体介绍

RRU为射频拉远单元，主要功能包括：

•接收BBU发送的下行基带数据，并向BBU发送上行基带数据，实现与BBU的通信。

•通过天馈接收射频信号，将接收信号下变频至中频信号，并进行放大处理、模数转换（A/D转换）。

发射通道完成下行信号滤波、数模转换（D/A转换）、射频信号上变频至发射频段。

•提供射频通道接收信号和发射信号复用功能，可使接收信号与发射信号共用一个天线通道，并对接收信号和发射信号提供滤波功能。

1.RRU外形与尺寸

2.RRU接口

RRU的底部接口、配线腔接口和指示灯的说明如下表所示。

RRU知识点说明：