 |
Потери модулей соединения с антенной
|
|
|
|
Общая архитектура
Базовая Станция А9100 EVOLIUM™ основана на 3-уровневой модульной архитектуре, состоящей из:
- Уровня соединения с антенной,
| Уровня приемопередатчика (TRX),
- Уровня Функции Управления Базовой станцией (ВСЕ), для которой был разработан, сокращенный набор высоко- интехрированных модулей.
Поток информации между Воздушным интерфейсом и интерфейсом At приведен ниже на рисунке 1Л ^
Сокращения
BCF ФункиияУправленияБазовойстанцией
TRX Приемопередатчик
Рис. 1.1 Общая архитектура Базовой Станции А9100 EVOLIUM™
На рисунке обозначено:
• Воздушный интерфейс
• Каскад сети антенн
• Уровень соединения с антенной
• Каскад объединителя
• Уровень TRX
• Уровень BCF
• Модуль станционного блока
• Интерфейс Abis
Уровень соединения с антенной
Уровень соединения с антенной представляет собой каскад между антеннами и уровнем TRX; он обрабатывает функции объединения, а также интерфейс с антеннами. Один модуль, называемый Объединителем Сети Антенн (ANc), выполняет эти функции максимум для 4 TRX. Для конфигураций более высокой пропускной способности, может быть добавлен каскад Объединителя. Благодаря гибкости ANc и этому модульному построению, уровень соединения с антенной может быть адаптирован к
т
Air interface Antenna network stage Antenna coupling level Combiner stage TRX level BCF level Station unit module Abis interface
широкому диапазону требований (снижение потерь на затухание, минимизация числа антенн...).
Общие функции, выполняемые на этом уровне, следующие:
• Организация дуплексных трактов передачи и приема на приемопередающие антенны;
• Подача сигналов, полученных от антенны, в предварительный приемник, где сигналы усиливаются и распределяются по различным приемникам (Усилитель с Низким уровнем Шума (LNA) и функции распределителя мощности);
|
|
|
• Обеспечение фильтрации для трактов передачи и приема;
• Объединение, в случае необходимости, выходных сигналов различных передатчиков и подсоединение их к антенне(ам);
• Наблюдение за VSWR (Коэффициентом Стоячей Волны Напряжения) антенны.
1Л.2.1 Л Модуль Объединителя Сети Антенн (ANc)
Модуль объединителя Сети Антенн (ANc) подсоединяет до четырех сигналов передачи к двум антеннам, и распределяет сигналы, полученные от каждой антенны, по максимум четырем приемникам (для обычного и разнесенного приема). Этот модуль включает в себя две одинаковые структуры, каждая из которых состоит из:
• одного дуплексора, позволяющего одной антенне использоваться для передачи и приема по каналам как спутник-земля, так и земля-сцутник, — следовательно, минимизирующего число антенн
• частотного селективного измерителя VSWR для наблюдения за фидером антенны и антенной
• одного LNA, усиливающего принятый RF сигнал, и предоставляющего хорошие значения VSWR, шумоподавление и хорошую надежность
• двух уровней распределителей, разделяющих принятый сигнал по двум или четырем отдельным выходам так, чтобы каждый выход получил сигнал от своей специально предназначенной антенны и от второй антенны (разнесение)
| одного Широко-Полосного Объединителя (WBC), концентрирующего два выхода передатчика в один, только для конфигураций с более чем двумя TRX.
Каждый сектор оборудован, по крайней мере, одним таким каскадом, который отличается очень высокой чувствительностью приема, малым затуханием и минимальными результатами взаимной модуляции.
ANc может быть сконфигурирован в двух режимах, в зависимости от числа TRX в секторе:
Режим с малыми потерями для конфигурации максимум 2 TRX, для которого не требуется Широко-Полосный Объединитель, поэтому он шунтируется, как показано на рисунке 1.2:
|
|
|
Рис. 1.2 Объединитель сети антенн (ANc) - Режим с малыми потерями
Antenna - антенна
Duplexer - дуплексер
Filter - фильтр
Splitter - распределитель
By-pass function – функция обхода
Режим объединения для конфигурация от 3 до 4 TRX, при котором Широко - Полосный Объединитель не шунтируется, как показано на рисунке 1.3
На рисунке обозначено:
Antenna – антенна
Duplexer - дуплексер
Filter - фильтр
Splitter - распределитель
1.1.2Л.2 Двойной Модуль Широко-Полосного Объединителя (ANy)
Двойной каскад Широко-Полосного Объединителя (ANy) соединяет до четырех передатчиков в два выхода, и распределяет два полученных сигнала максимум по четырем приемникам. Этот модуль включает в себя две одинаковые структуры, каждая из которых состоит из:
• одного широкополосного объединителя (WBC), концентрирующего два выхода передатчика в один
• двух распределителей, каждый из которых разделяет полученный сигнал по двум отдельным выходам, обеспечивая разнесение и тракт не- разнесения.
Используется метод смешанного Широкополосного объединения, так как он позволяет избежать проблем настройки и является более надежным по сравнению с дистанционно настраиваемыми резонаторами. Кроме того, он совместим со средством Синтезируемой Скачкообразной Перестройки Радиочастоты (SFH).
Для стандартных конфигураций (для детального ознакомления, пожалуйста, обратитесь к соответствующей главе), для которых каждый сектор соединен с двумя антеннами (или одной кросс-поляризованной антенной), Двойной Модуль Широко-Полосного Объединителя (ANy) является необходимым только для секторов с пятью или более TRX, как показано ниже на рисунке 1.5.
1.1*2.2 Уровень приемопередатчики (TRX)
Уровень приемопередатчика (TRX) охватывает функциональные возможности GSM 900 или GSM 1800, включая полную скорость, половинную скорость, увеличенную полную скорость, разнесение антенны, скачкообразную перестройку радиочастоты (синтезируемую скачкообразную перестройку) и различные алгоритмы шифрации. Эти функции объединены в один отдельный модуль для GSM 900, и в другой модуль для GSM 1800.
Внутри каждого модуля TRX реализуется петля RF. Тест петли выполняется после загрузки частот в BTS в качестве дополнения к автотесту.
|
|
|
Модуль TRX также обрабатывает протокол Линии Радио Сигнализации (RSL).
1.1.2.3 Уровень Функции Управления Базовой станцией (BCF)
Этот уровень снабжен Модулем Станционного Блока (SUM), который является центральным блоком BTS. В BTS имеется только один такой модуль, каково бы ни было число секторов и TRX; эта функция общего управления SUM также называется Совместным использованием Станционного Блока. Основные функции управления базовой станцией следующие:
-Генерация тактовых сигналов для всех других модулей BTS; тактовые сигналы могут быть либо синхронизированы с внешним опорным тактовым сигналом (например, с линией Abis, GPS или другой BTS), либо сгенерированны в полностью автономном режиме внутренним генератором частоты.
• Обеспечение централизованного использования Эксплуатации и Технического обслуживания (О&М) BTS,
I Обработка линий передачи Abis (до двух интерфейсов Abis),
• Обработка протоколов Линии Эксплуатации и Технического обслуживания (ОМЬ) и Qmux (наблюдение за оборудованием передачи),
• Управление функцией AC/DC при объединении внутри BTS (Наружные и Внутренние АС конфигурации),
| Управление батареей (емкость, напряжение, температура),
• Установка оптимального напряжения и тока для зарядки батареи.
1.1.3 Механические и шперфейенме принципы
1.1.3.1 Основные принципы: ('niii/inprinnmi>i и модульность
Объединительные платы всех секций идентичны. Для всех модулей определен общий интерфейс. Определенное местоположение для каждого модуля на объединительных платах заранее нс назначается; местоположение модуля внутри BTS определяется технологическими принципами, простотой фронтальной прокладки кабеля, оптимизацией теплового рассеяния, легкостью сборки, демонтажа и расширений на узле.
Все активные модули имеют свой собственный объединенный источник питания. Каждый базовый модуль поддерживает горячую вставку и извлечение. Таким образом, не требуется прерывания обслуживания во время большинства вмешательств по техническому обслуживанию.
Верхняя часть статива для внутреннего размещения снабжается областью подсоединения для того, чтобы связать все внешние соединения с BTS (Abis, источник питания, внешняя аварийная сигнализация и т.д.).
|
|
|
1.1.3.2 Основные преимущества
Основные преимущества, следующие из архитектуры и выбранных механических принципов, следующие:
-Объединение Сети Антенн (ANc) может быть легко изменено на узле между режимом объединения и режимом с малыми потерями,
I - Добавление TRX, или даже секторов, возможно на работающих узлах. Проще это может быть сделано на основе временного вмешательства и прекращения работы, если необходимые устройства соединения с антенной уже предварительно оборудованы,
• Выбор типа шкафа BTS зависит только от максимального числа TRX, которые необходимо обеспечить в будущем; это не связано с устройством BTS, например, всенаправленная/секторизованная конфигурация, количество антенн или TRX на сектор.
• Мини-BTS для Наружного размещения может быть расширена на узле до Миди-BTS для Наружного размещения,
• Легкий ввод в эксплуатацию и управление различными конфигурациями,
• Открытость для будущего развития.
1.1.3.3 Основные свойства и характеристики
• Радио - Телекоммуникационная - Передача
• Диапазоны частот
Аппаратные средства поддерживают Расширенный GSM 900 или GSM /<500 диапазон частот:
E-GSM 900 от 880 МГц до 915 МГц для связи земля-спутник от 925 МГц до 960 МГц для связи спутник-земля GSM 1800 от 1710 МГц до 1785 МГц для свя зи земля-спутник
от 1805 МГц до 1880 МГц для связи спутник-земля
• Речевые кодер-декодеры
Поддерживаются полная скорость, половинная скорость, увеличенная полная скорость и Адаптивная мульти-скорость. Половинная скорость, увеличенная полная скорость и адаптивная мульти-скорость функционирования требуют, чтобы версия программного обеспечения BSS и другие элементы сети также поддерживали эти кодер-декодеры.
• Алгоритмы шифрации
Серия BTS поддерживает алгоритмы шифрации А5/1 и А5/2; А5/0 = “нет шифрации” поддерживается всегда. Поддерживаются алгоритмы с А5/3 по А5/7, если они определены.
• Выходная мощность TRX
GSM900 35 Вт или 45.44 дБм, +/-0.5 дБ (45 Вт или 46.53 дБм на втором j шаге)
GSM1800 Возможны два типа:
- 35 Вт или 45.44 дБм, +/-0.5 дБ 160 Вт или 47.78 дБм, +/-0.5 дБ [ 1.1.3.3.6 Многодиапазонные возможности
I
Благо даря высокой гибкости Базовой станции А9100 EVOLIUM™, приемопередатчики GSM 900 и GSM 1800 могут быть расположены в одном и том же шкафу с единственным Модулем Станционного Блока (SUM).
1.1.3.3.7 Производительность приема семейства Базовых станций А910' EVOLIUM™
Характеристики приема любой BTS зависят от двух факторов:
- Внутренней чувствительности ее приемника,
|
|
|
- Ее производительности при особых условиях мобильного распространения радиоволн.
В плотной городской среде, распространение радиоволн главным образом определяется важностью эффектов многолучевого распространения сигналов и фактической мобильностью подвижных станций. Наиболее неблагоприятные условия встречаются для квазистационарных мобильных станций, для которых радиоканал может быть смоделирован как канал TU3, согласно Рекомендациям GSM ETSI.
Чувствительность Базовых Станций А9100 EVOLIUM™ (в разъеме антенны BTS), которая полностью гарантируется согласно Рекомендации 11.21 GSM ETSI, составляет -111 дБм.
I В плотных городских средах, требования большой пропускной I способности обычно приводят к выбору реализующей частотной скачкообразной перестройки с целью уплотнения схемы многократного использования частоты.
Из нашего опыта, посредством ввода скачкообразной перестройки частоты, Alcatel может достигать усиления 2 дБ. В зависимости от условий окружающей среды, усиление до 5 дБ может быть получено благодаря использованию пространственного разнесения.
1 В будущем будет доступен новый TRX, полностью совместимый с EDGE (пожалуйста, обратитесь к соответствующему параграфу "TRX EDGE”).. При этом TRX алгоритмы разнесения особенно улучшаются для помех,
I ограниченных средой (направленный шум):, ..
- усиление SNR 0.5 дБ
, - усиление SIR до 5 дБ (по сравнению d максимальным коэффициентом объединения)
Потери модулей соединения с антенной
Потери из-за этих модулей в тракте перЩачи приведены в таблице 1.1 ниже:
| Потери в тракте передачи | Таблица 1.1 |
| Модуль | Типовые потери (дБ) |
| ANc- Режим с малыми потерями | 0.95 |
| ANc- Режим объединения | 4.4 |
| Двойной каскад широкополосного | 3.3 |
| объединителя (ANy) |
1 Л.3.3.9 Разнесение антенны
Серия изделий А9100 включает в себя конфигурации с разнесением антенны, в качестве стандартных (две антенны на сектор или одну кросс- поляризованную антенну), и без разнесения антенны, также называемую “одно-антенной” конфигурацией (только одна антенна на сектор).
• Скачкообразная перестройка частоты синтезатора Скачкообразная перестройка частоты синтезатора (или так называемая скачкообразная перестройка радиочастоты) поддерживается всей серией BTS, его использование необязательно. Допустимы два режима скачкообразной перестройки частоты:
-Стандартный режим скачкообразной перестройки RF: элемент с N TRX может иметь скачкообразную перестройку N-l TRX (кроме TRX, выполняющего ВССН) на М частотах (М обычно > N). х
- Псевдо-режим скачкообразной перестройки RF основной полосы частот: элемент с N TRX может иметь скачкообразную перестройку всех ее N TRX на N частотах.
• Управление мощностью Согласно GSM: Динамик 30 дБ - размер шага 2 дБ.
• Синхронизация Тактовые сигналы могут быть
- сгенерированы в полностью автономном режиме внутренним генератором частоты,
- синхронизированы с внешним опорным тактовым сигналом:
- Линии Abis (ИКМ-синхронизированные),
- Другой BTS (ведомый режим), может использоваться генерация с предыдущей BTS;
| Объединенного приемника GPS, как вариант,
- Аппаратных средств для синхронизации сигналов Abis, находящихся в диапазоне частот, следовательно, избегая профилактического технического обслуживания для калибровки внутреннего генератора частоты.
• Передача
Два логических интерфейса Abis, позволяющих гибкое соединение базовых станций с BSC в конфигурации ^звездой, цепью или петлей,
> реализованы в соответствии с рекомендациями G.703/G.704 ITU-T.
Кроме того, Alcatel поддерживает затухание сигнала на Abis до 40 дБ, которое дает возможность соединить базовые станции с повышенными дальностями передачи без какого-либо ретранслятора. В случае I отключения питания BTS, линия Abis для следующих BTS не прерывается (обходной механизм).
| Базовая станция А9100 EVOLIUM™ поддерживает статическое мультиплексирование сигнализации Abis, причем Линии Радио Сигнализации (RSL) четырех TRX субмультиплексированы на одном канале ИКМ 64 кбит/с. Таким образом, в частности можно соединить конфигурацию 3x4 - TRX с только одной ИКМ (необходимо 28 временных интервалов), если существует соединение с другим оборудованием BSS EVOLIUM™.
BTS подготовлена для средств статистического субмультиплексирования сигнализации (в зависимости от версии):
Статистическое мультиплексирование на канале 64-кбит/с разрешает использование от одного до четырех RSL и OML на том же самом временном интервале 64-кбит/с. Это приведет к экономии временных интервалов на линии Abis.
Например, BTS с четырьмя TRX будет занимать девять временных интервалов, a BTS с двумя TRX — только пять.
Кроме того, BTS А9100 EVOLIUM™ подготовлена в будущем к:
- интеграции сменного модуля HDSL на плате SUM, с тем чтобы увеличить дальность передачи между BTS.
интеграции сменного модуля на плате SUM для обработки более двух логических интерфейсов Abis G.703/G.704. Эта версия позволит в будущем применения, которые требуют соединения BTS с более чем одной линией \bis 2 Мбит/с в качестве EDGE, E-GPRS или конфигурации более чем 12
1.1.3.3.14 MiiKpouojiiioDasi iiim ci pa mm и шкафу EVOIJUM™
Новая механическая версия облегченного IDU (ограниченного для конфигурации 1+0 и пропускной способности 4x2 Мбит/с) Диапазона Сверхвысоких Частот А9400 UX, проверенного на практике, была разработана для того, чтобы быть полностью интегрированной в шкафу для внутреннего и наружного размещения в качестве сменного модуля BTS. Этот модуль располагается рядом с TRX или модулями соединения с антенной, в специально предназначенных для этого секциях (один сменный облегченный IDU составляет 1/6 секции). На микроволновую линию связи может использоваться один IDU. В шкаф могут быть вставлены максимум 2 облегченных IDU при Внутреннем размещении и 3 при Наружном (в зависимости от конфигурации), следовательно, обеспечивая конфигурации 2*(1+0) или 3*(1+0).
Эти модули включают в себя следующие средства:
• Источник питания через объединительную плату как у других сменных модулей BTS
I Разъем Abis и соединение с микроволновой частью наружного размещения, располагаемые на передней панели
• Наблюдение за диапазоном сверхвысоких частот возможно посредством внешней аварийной сигнализации
• Возможная интеграция IDU в удаленный парк BTS
- GPRS
Аппаратура TRX подготовлена к применению широкодиапазонных данных в качестве GPRS (в зависимости от версии).
Нет необходимости настраивать аппаратные средства внутри BTS для функциональных возможностей GPRS.
- TRX EDGE
I На втором шаге, новый TRX, полностью сверху вниз совместимый, обеспечит возможность EDGE (схемы модуляции 8-PSK и GMSK) (в зависимости от версии).
Этот новый TRX может быть сконфигурирован с или без функциональных возможностей EDGE на основе временных интервалов. В зависимости от выбора выполняемых функций EDGE/нет EDGE, производительность RF для временного интервала будет:
|
|
|
