北电S8000BTS结构原理与加电测试.docx

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北电S8000BTS结构原理与加电测试

一、S8000BST设备的内部结构

1、北电BST结构图如下：

主要包括：

COMICO射频合成器连接板，RFCOMBINERS射频合成器，DCDISTRIBUTION直流分配开关，F—TYPEPOWERSUPPLYF型电流开关，PA_ICOPA连接板，PA功率放大器，RECALBOARD告警板，DRX_ICODRX连接板，DRXDRX模块，CBCF集成化的基站控制模块，Rx_splitterRX信号分离器，FAN风扇。

错误！

链接无效。

具有CBCF的S8000设备面板结构图

2、机柜的特性描述：

a、机柜尺寸：

长0.75米,宽0.45米,高1.7米

b、机柜重量：

满配置（8个TRX）250kg

不含DRX和PA110kg

c、电源供给：

-48VDC，保险C63A，范围-40.5V

—-57V

d、射频输出功率：

30W

e、操作运行温度范围：

-5度—+45度

相对湿度：

5%—95%

f、最小消耗功率：

405W（O1）

最大消耗功率：

6191W（S888）

3、BTS的原理柜图：

天线

耦合系统

TRX

TDMA帧处理器

BSC

BCF

Abis接口

BTS收发信机分为三大部分：

a、每个扇区每个天线的耦合

系统；b、TRX一个或多个，（发射接收处理单元）；c、基站控制单元（每个基站只有1个BCF），它与BSC（基站控制器）通过Abis接口进行通信。

4、机柜配置说明：

OX：

O代表全向站，X=1—8，代表载波个数，即DRX数量。

如：

O3代表一个BTS机架，有3个DRX的全向基站。

XSXXX：

第1个X代表具有几个机柜，第2、3、4个X分别代表1、2、3扇区的DRX个数，如2S444，指第一个BTS机柜有8个DRX，第二个机柜有4个DRX的三扇区基站，每个扇区具有4个载波。

BTS0、BTS1、BTS2：

分别指S8000设备的第一、二、三个机柜。

S4000室内型BTS（900M）最大配置有：

2O8、2S323、3S444、6S888。

S8000室内型BTS（900M）最大配置有：

O8、2O16、S44、S422、3S888、6S16S16S16。

S2000L型BTS（900M）配置有：

O2、2O4。

S2000H型BTS（900M）配置有：

O1、O2、2O4、S11、2S22。

E—CELL型BTS（900M）配置有：

O2、2O4。

二、各部分结构原理说明：

1、耦合系统CouplingSystem

Coupling　　　ｓｙｓｔｅｍ

RFcombiner

DuplexerＴＸ

ＬＮＡ

splitter

TXcoupler

DIVERSITY

MAIN

RXsplitter

PA4

PA3

PA2

DRX1234

　　　　　　　　耦合系统原理图

在空中接D侧，多个TRX与每个扇区的2个天线之间通信是靠耦合系统来完成的。

每个扇区只有一个耦合系统。

耦合系统包括：

一个天线收发并用的双工器，完成信号从多个发射路径到一个发射组的发射耦合，从接从器到不同接收路径的接收分集。

目前北电设备多采用的耦合方式为标准耦合，即基站的所有DRX具有相同的耦合。

在S8000设备中，RFCombiner具有三种不同的耦合模块，分别是H2D：

2路混合的双工器，最大支持2个TRX；H4D：

4路混合的双工器，最大支持4个TRX；DP：

仅仅是双工器，支持1个TRX；

1）H2D的结构：

发射耦合

Txin

PAIN1

N型接头,力矩1.5N.M

Testloop

天线接头

7/16

力矩25N.M

Antenna

PAIN2

双工器

TXOUT

Fwd

Rev

LNAsplitter:

SMA接头

力矩0.7N.M

Int0

Int1

Ext1

Ext0

SubD接头

Pwr/Alarm

VSWR表:

SubD接头

Rev

Fwd

Pwr/Alarm

Vswr

SubD接头

Rev

Fwd

Rev

天线接头

7/16

力矩25N.M

SMA接头

力矩0.7N.M

Ext1

Ext0

Testloop

Int1

Int0

N型接头

PAIN

2）DP的结构如上:

3）H4D的结构：

Fwd

Rev

Fwd

SubD接头

Ext0

Rev

Ext1

天线接头

7/16

力矩25N.M

Int0

Int1

Testloop

N型接头

2、TRX设备部分

TRX包括PA、DRX两部分；其中DRX包括：

帧处理器Frameprocessor；Rxreceiver接收单元；TXdriver发射单元；ThePowersupply电源供给。

DRX

TRX

耦合系统

DRXRadio

DRXLogicL

TXDriver

TXlogic

TXdiversity

帧处理器

（AMNU+DCU8）

RXmain

1）PA是一个功率放大设备，它将来自DRX的GMSK调制信号放大，然后发送到RFCOMBINER；它的输出功率为44.8dbm，具有5级放大，能提供正常功率30W（20W到40W之间）。

它还有一个微型控制器，能将收集的有关温度、电流等告警消息通过CTRL_PA数据线送到DRX。

其原理图如下；

POWERSUPPLY

主电源支持

-48V

RF输出到耦合系统

RFpart

从DRX

射频输入

反向功率测量

前向功率测量

CTRL-PA线

（告警，测得功率

从/到DRX的数据链路

微型

控制器

电流

温度

PA模块逻辑原理图

其面板结构如下：

RFOUT

RFIN

RFSAMPLE

POWER

10A保险

ALARM

POWER

DATAI/O

PA面板结构图

2）DRX模块

DRX模块是一个封密的盒子，所有接头都在前面板，它的接收灵敏度为-110dbm。

每个DRX模块有四部分构成：

DRXLogic、DRXRadio和两个电源板。

DRX逻辑板又分为四部分：

AMNU（信令处理单元），DCU8（信号处理器），BDT（时钟单元），TXLogic（发射逻辑板）。

DRXRadio板子包括有：

DUALRECEIVER（双路接收器），TXDRIVE（发射驱动器）。

逻辑图如下：

TEI

电源提供

-48V

NDRX

Nrack

DRXRadio

BCF

或

CBCF

splitters

Dual

Receiver

DRXLogic

RXINM

专用PCM

DCU8

RXIND

TXDriver

AMNU

RFOUT

POWER

Amplifier

BDT

CTRL-PA

FHBUS

TXLogic

DRX模块逻辑原理图

各功能模块的主要作用：

AMNU：

管理DRX和内部的信令处理功能。

PCU8：

信号处理器，完成对多路基带信号的混合和模/数转换过程，包含业务消息（话音和数据等）。

BDT：

提供GSM时钟基准，它通过专用PCM从BCF上提取所有GSM时钟，它提供的时钟信号有TIME_DATA，H4Fb，STRTM。

TXLogic：

监控发射链路，控制PA输出功率。

DualReceiver：

完成主收、分集接收的合路功能。

TXDriver：

对来自TXLogic两路相位垂直的数字信号进行GMSK调制，然后低功率放大和中频转换，变为奇偶时隙，然后进行射频转换，输出到PA中。

GSM900M的调制频段为935M—960MH2。

其外观结构如下：

电源提供

-48V

PWR

TXOUT

TXOUTPUT

FH-PCM

RXDIN

RXDrivers

input

分集接收

信号线

PCM/BCF

CTRL-PA

FH-BUS

+5V

ALA

AMNU

BDT

RES1

指示灯

SPU

DRX

RXMIN

TEST

RXMAIN

Input

主接收

+5V

DRX结构图

3、BCF部分：

1）BCF的主要功能：

·管理Abis接口

·分配GSM时钟

·外部告警和命令管理功能

·操作与维护

·对主要单元的冗余备份方案

·信令压缩和解压缩

2）S8000BCF存在两种版本：

一种是BCF与BTS分离的早期版本，另一种是将BCF集成后放置于BTS机架内的较新版本。

第一版本的BCF逻辑结构图如下：

内部PCM

专用PCM

CSWM

控制与交换

PCMI

GTW

从/到

BSC

PCM0

DRX

logic

DRXradio

PCM1

PCM2

PCMI

PCM3

PCMI

PCM4

PCM5

DSC

SYNC

O&M总线

时钟总线

FHbus

从/到其他DRX

ALCO

BCF的结构原理图

BCF是BTS与BSC之间通信的接口，BCF内部的三个PCMI板子提供6条PCM链路，每块PCMI有2个PCM接口。

它通过其中一个CSWM板子来管理BCF模块并交换传送信令和业务消息的信道。

它通过DSC对来自TRX的FP信令链路和BCF自身的信令链路进行信令集中，每块DSC可处理1BCF+8TRX。

3S888的基站需要4块DSC（3+1冗余配置）。

为了管理点对多点的协议，LAPD需要终端TEI地址和验证服务访问点SAPI。

TEI=TerminalEquipmentIdentifier，终端设备识别，BCF的TEI设置时，TEI必须按照递增顺序分配，将初始号分配给靠近BSC的基站。

TRX的TEI分配为：

主机架（32到39），第一扩展架（40—47），第二扩展架（48—55）。

如图表所示：

BTS机架号

TRX的TEI号（从TRX0—TRX7）

BTS0

32、33、34、35、36、37、38、39

BTS1

40、41、42、43、44、45、46、47

BTS2

48、49、50、51、52、53、54、55

SAPI=ServiceAccessPointIdentifier，访问服务验证用来判断所传是什么信令，当SAPI=0时，所传为RSL（无线信令链路），当SAPI=62时，传送的是操作维护消息。

GTW是一块网关卡，用于保持BCF与不同DRX之间有一个同样的O&M接口，它将GSM时钟总线、O&M总线和内部PCM上的业务TS转换到专用的PCM链路上。

GTW为1+1配置。

SYNC（同步板），作用是与所有TRX取得同步，1+1冗余配置，两个SYNC板工作于激活/非激活状态，SYNC中的100K灯若亮，表示该板处于激活状态，时钟被锁定。

GSM时钟信号从SYNC分离得到，通过GSM时钟总线传送到GTW，然后通过专用PCM的时隙引发送到DRX中。

六条专用PCM在各BTS机架中的分配；

单柜BTS0：

只有PCM0、PCM1；

双柜BTS0，1：

有PCM0、PCM1、PCM2、PCM3

三机柜BTS0，1，2：

有PCM0、PCM1、PCM2、PCM3、PCM4、PCM5

每条PCM管理的DRX情况如下：

PCM号

各机柜DRX的位置号

PCM0

0、2、4、6

PCM1

1、3、5、7

PCM2

8、10、12、14

PCM3

9、11、13、15

PCM4

16、18、20、22

PCM5

17、19、21、23

ALCO是一块BCF用的告警板子，每个机架只有1块，它收集各种内部、外部告警信息通过O&M总线送到PCMI卡，然后送给BSC。

BCF的机柜一般安装于BTS的右侧，它有自己的-48V直流电源，最大配置的BCF内部构成如下图：

三个分开关PSU

48VDC/5VDC

DSC

CSWM

GTW

PCMI

电源总开关PSCMD

SYNC

BCF的面板结构图

配置如下:

2CSWM板（1+1配置,完成交换与操作维护,提供测试端口）

2GTW板（1+1配置,网关,数据转换接口）

3PCMI板（提供6条Abis接口）

4DSC板（3+1冗余配置,完成LAPD信令集中）

2SYNC板（完成与DRX的时钟同步）

3DC-DC开关（2+1冗余配置,完成-48V到+5V的转换）

1PSCMD板（提供BCF的电源总开关,控制三个分开关）

3）BCF的第二种版本：

含CBCF的S8000设备将BCF压缩集成后，安装于BTS内部

右下角，它完成BCF的所有功能。

它包括三部分：

CMCF、CPCMI、BCFICO。

BTS中所有设备的主要信息都是靠16条专用PCM链路来传送。

与BCF比较，它没有内部PCM和O&M总线。

每条PCM的速率均为2.048Mbit/s，含32个64Kbit/s的信道。

4个专用PCM用于链接CMCF板子内各单元：

一个是处理器（主备各1），一个是GSM时钟，一个是Idle帧寄存器，6条用于Abis接口；其它6条用于CMCF与DRX的连接。

其内部连结如图所示：

CBCF

6条专用PCM

2条专用PCM

CPCMI

SWITH

CMCF

8DRX

2条专用PCM

RECAL

GSM时钟

RECAL

8DRX

备处

理器

主处

理器

Idle帧

寄存器

扩展机架1

数据总线

同步功能

主机架

扩展机架2

CBCF的结构原理图

其面板构成如下图：

PCM2/3

PCMO/1

CMCF板

PCM4/5

Abis

BCFICO板

测试端口

PWR

CPCMI板

RS232

CBCF模块示意图

CMCF板子和CMCPI板子的面板结构图如下:

SKP

RRA

指示灯

BIST

+5V

RDY

LFA

NOS

RRA

LFA

RESET

Abis

RUN

CLK1

CLK0

OVEN

COL

LNK

TEST

BIST

+5V

指示灯

HLDVR

RDY

LOCKED

CLK2

可做自环

RL0

XL0

XL1

RL1

测试端口

ETH接口

CMCF板面板图CPCMI板面板图

CMCF板子有2块，工作在同步双工方式下，也就是说，当一个CMCF处于工作状态，另一个CMCF处于热激活状态，一个CMCF出现错误，另一个马上就开始工作。

当CMCF之间发生切换时，BTS内部就不会建立呼叫，也不会发生越区切换。

切换时间约为8秒。

ABIS接口软件下载不是双工的，它必须重新进行下载。

CMCF的单双工作方式可通过其内部跳线来改变。

RECAL告警板，是CBCF相对应的收集内外部告警的板子，每个机架只有1个RECAL，这些内外部告警信息是由CMCF来管理并发送到BSC中。

CMCF和RECAL板之间的通信是使用专用PCM0的TS25上的一条LAPD协议链路。

这个板子控制以下信号：

~56个内部告警

~32个非保护的外部告警

~16个保护的外部告警

~4个模拟输入

~4个远端控制输出

CPCM1板是PCM内部接口板，每个板子提供2条PCMAbis接口，它具有2个版本：

T1（100ohm）或E1（120ohm），中国采用的是E1链路。

三、测试部分

1、软件下载

V11版本以前，由于DRX的软件下载没有集中化，所以BSC不得不按顺序依次给每个DRX下载数据。

因此，网络下载速度较慢。

自V12版本开始，BCF能够负责下载集中化的DRX数据，DRX的软件通过ABIS接口由BSC只下载一次，然后，BCF能复制数据到其他的DRX上。

下载所需时间依据DRX的数据和升级的稳定性。

2、电源分配工作原理：

BTS采用单路直流-48V供电方式，电源开关保险值C63A，机柜前面板的直流分配开关如下图所示：

PAFANSDRXCBCF/RECAL

一共有4个开关：

PA、FANS、DRX、CBCF/RECAL。

“1”处于开的位置，“0”处于关的位置。

BTS的加电顺序依次为：

FANS→PA→F-TYRE→DRX→CBCF，关电顺序为：

CBCF→DRX→F-TYRE→PA→FANS。

电源各支路的分配柜图如下：

48VDC

FANS

（SW2）

DRX

（SW3）

RECAL

（SW4）

（SW1）

主机架

+5V

10A

DRX

Splitter

F-type

+48/15V

-15V

+15V

ALCO/

RECAL

FANS

LNAsplitter

CBCF

BTS主机架电源分配图

BCF部分电源分配如下：

48VDC

BCF机架

PSCMD

PSU

48/5

+5V

SYNC

DSC

GTW

PCMI

CSWM

BCF

BCF机架电源图

3、S8000设备的物理结构说明

1）机柜顶部ALPRO板

S8000设备的主机柜（含有CBCF板）的顶部均有两个ALPRO板子，目的是给用户提供基站的外部告警。

每个ALPRO模块由一个板子、一个SUBD25针电缆、一根黄绿地线和一个保护盖组成。

每个ALPRO板子提供了8对外部告警。

ALPRO收集的外部告警主要有火警、门警、高温警、水警、烟雾警等。

ALPRO板子收集到这些告警后，送往RECAL板子，经过处理以后，再通过专用PCM0的TS25的LAPD信令送给CMCF，CMCF再通过CPCMI板子把告警送到BSC。

对于BCF模块，ALCO板收集ALPRO送来的告警，然后通过O&M总线送往CSWM,CSWM再由O&M总线送到PCMI，PCMI再通过Abis送到BSC。

设备初始进行本机测试时，要将这8对告警作个自环，目的是检验这8对告警能否正常提供给用户工作。

2）侧板连线、机架间连线

S8000主设备提供了5条侧板连线，分别是FH—IN、FH—OUT、PCM2/3、PCM4/5、Abis。

对BCF说是FH—IN、FH—OUT、PCM、O&M、BCFALARM。

其架间连线如图所示：

PCM2/3

PCM4/5

扩展架1

PCM2/3

PCM4/5

扩展架2

PCM2/3

PCM4/5

主机架

带有CBCF的机架连线

PCM0/1

BCFalarm

O&M

主机架

PCM2/3

扩展架1

PCM4/5

扩展架1

PCM0/1

PCM2/3

PCM4/5

Abis

BCFalarm

O&M

BCF机架

含BCF的S8000BTS机架架间连线

3）适配器Adaptor

S8000BTS支持标准的E1或T1，120ΩE1PCM，75ΩE1PCM或100ΩT1PCM均可与机柜连接。

如果用户提供的是75Ω的PCM，必须增加一个120Ω/75Ω适配器，它由12个75Ω的同轴接头和1个DB25的接头组成。

它的作用是将北电设备内部的120Ω的PCM转换成用户的75Ω的PCM。

适配器与机架之间的连接称为Abis线，它的一头有37针，一头有25针。

4）跳线连接

跳线是用来连接馈线和BTS的。

每根跳线必须与各自的扇区号和主分集相对应，不能混淆。

每个扇区有2根跳线,分M和D。

机架顶部连接跳线的接头称为RF7/16接头。

5）面板连线

各模块之间RF连线如下：

（带有Dp的O2站为例）

RXSplitters与DRX：

NTQA3026长的，NTQA3023短，

RXCombiners与RXSplitters：

NTQA6540主用，NTQA6541分集。

DRX与PA：

NTQA6538

RFbulkheads与RFCombiners：

NTQA6548

各模块之间的模数据电源连线如下：

（H2D为例）

RFBULKHEADS与RFCOMBINERS：

NTQA6518（电源）、NTQA（数据）。

PA-ICO与PA：

NTQA6517（电源）

PA与DRXICO：

NTQA6515（数据线）

DRXICO与DRX：

NTQA3007（电源）NTQA3008（数据）

4、加电测试

1）硬件工具：

带有网卡的便携式电脑（作COCALTEST）、带有RJ45头的双绞网线（LOCAL）、磁盘（存贮文件）、金属导线（PCM自环）、防静电手腕（LOCAL）、万用表（电压测量）、功率计（功率测量）、带有探针的毫瓦表（功率测量）、信号发生器（接收测量）、N母—7/16公转换头（接收功率测量）、N母—N公RF转换头（接收功率测量）、N—N同轴电缆（接收功率测量）、N型、SMA型、7/16型力矩板手（接收功率测量），30db的衰减器（接收接量）、50ΩN型负载（接收功率测量）、一套钟表螺丝（移板子）。

注：

制作交叉网线的方法：

1—3、2—6、3—1、6—2、4、5、7、8不变。

2）机架的加电顺序：

对于BCF：

外部BCF（先分后总），FANS，ALCO，DRX，PA，F-TYPE

对于CBCF：

FANS，PA，F-TYPE，DRX，RECAL/CBCF

关电顺序相反

3）本机测试LOCALTEST

本机测试目的是检查BTS本身有无内部错误，包括各模块和所有连线、接口等。

测试软件用的是V12版本的TILCOAM，它运行在WINDOWS环境中。

注意整个过程必须在两个CHAIN下进行。

下面将按步骤说明整个测试过程。

S1：

初始检查。

直观地检查机架是否被正确安装，有无可见的破损等。

检查直流-48V和空开保险是否为C63A，地线检查，馈线、跳线连接，PCM线连接，以及告警线连接。

另外，还须检查面板各模块的连线和电源开关的状态。

S2：

TEI和CPCMI设置。

TEI：

TERMINALEQUIPMENTIDENTIFIER，终端设置识别，BCF/CBCF的TEI号是根据本基站在网络中的位置定义的。

若各BTS之间为链型连接，最靠近BSC的BTS的TEI定义为0，其余依次类推。

在设备侧ADAPTOR上的连接顺序为偶进奇出。

即2MPCM进入BTS时用PCM0，出去时用PCM1。

修改TEI值时，先将PSCMD/CBCF的开关关掉，然后移去两个CMCF板，对CBCF-ICO模块侧面的DIP开关进行修改，若要将TEI设置为0，则须把DIP的4个开关全部置于1个位置。

SHELFNUMBER（本机架号）为4个开关从高位到低位的二进制组合，即为TEI3TEI2TEI1TEI0；TEI号等于F（十六进制）减去SHELFNUMBER；RENDEZ—VOUSTIMESLOT（约会时隙）等于TEI值加1。

接下来配置CRC和E1/T1，用螺丝刀拨出CPCMI板子。

修改其侧面的S3、PCM0、PCM1上的开关。

S3开关均设为120Ω，不管是75ΩE1还是120ΩT1；PCM0、PCM1各开关设置如下：

MTO为ON，MT1为OFF，表示无CRC；若为75ΩE1应设置LS0为OFF，

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