Поток сигналов в базовой станции
Компоненты и обрабатывающие устройства, входящие в состав базовой станции, сообщаются посредством двух шин.
Рисунок 4 – Диаграмма потоков сигналов в базовой станции
Функции этих шин описываются следующим образом:
– Шина с высокой скоростью передачи пакетных данных переносит информацию, требующую высокой скорости обработки, например пакеты трафика, между CRC, CCU-1X и/или CCU-20.
– Низкоскоростная последовательная шина, также называемая периферийной, поддерживает соединения для эксплуатации, администрирования и обслуживания с другими (не CCU) компонентами базовой станции.
Распределение опорных сигналов. Опорный сигнал 15 МГц генерируется в задающем генераторе. Шестиканальный разделитель используется для разветвления сигнала на выходе, как показано на рис. 5.
Рисунок 5 – Распределение опорного сигнала 15 МГц
Компоненты, требующие опорного сигнала 15 МГц:
– формирователь CDMA сигнала в основной полосе частот (CBR);
– модуль диагностики ВЧ тракта (RFDU, RF Diagnostic Unit);
– частотно-временной блок (TFU);
– входы и выходы (2 соединения).
Входы и выходы базовой станции. Внешние входы и выходы базовой станции подразделяются на высокочастотные, питания, для подсоединения внешнего оборудования, и измерительные.
Рисунок 6 – Входящие и исходящие соединения
Высокочастотные входы и выходы включают в себя антенные порты для дуплексной приемопередающей антенны, и для симплексной приемной антенны. Еще один порт предназначен для GPS-антенны. Монтируемые снаружи базовой станции шунтирующие устройства предохраняют эти порты от импульсов высокого напряжения, вызываемых молниями.
Схема разводки кабелей: последовательное соединение
Для соединения базовых станций может использоваться одиночное или последовательное соединение. Базовые станции в последовательном соединении могут быть как единственными в ячейке, так и обслуживающими отдельные секторы, организованные с помощью направленных антенн. В последнем случае, трехсекторный сайт может быть организован с помощью трех базовых станций, соединенных последовательно, и каждая базовая станция обслуживает сектор со 120-градусной антенной системой. Последовательное соединение может быть использовано, если базовые станции расположены близко, как в трехсекторной конфигурации сайта. Последовательное соединение также может быть использовано, когда базовые станции используются для организации связи внутри помещений, то есть когда несколько сайтов расположены в одном здании. Базовые станции, работающие в последовательном соединении, могут быть представлены в виде нескольких конфигураций.
– Совместная, вроде той, когда базовые станции смонтированы на одной мачте для обеспечения трехсекторного покрытия. Расстояние между базовыми станциями в этом случае составляет около 3 м.
– Локальная, вроде той, когда базовые станции смонтированы на крыше, также обеспечивая трехсекторное покрытие. Здесь расстояние между базовыми станциями может составлять до 30 м.
– Удаленная, вроде той, когда базовые станции соединены цепочкой на нескольких позициях внутри здания. Здесь удаление может быть равно примерно 150-300 м.
Рисунок 7 – Примеры последовательных конфигураций
Особая конфигурация: распределение GPS-сигнала
Общая GPS-антенна. Когда базовые станции работают совместно, оператор связи может не захотеть устанавливать несколько GPS-антенн. В такой ситуации ввод GPS-антенны может быть разделен для трех базовых станций.
Рисунок 8 – Общее использование GPS-антенны для нескольких базовых станций
Распределение постоянного тока для конфигурации с общей GPS-антенной. Как только во всех модулях GPS подано питание на предусилители, разделитель начинает блокировать постоянный ток для всех выходов, за исключением первой базовой станции. Только первая базовая станция питает постоянным током предусилитель, и таким образом, только она может генерировать аварийные сигналы, сигнализирующие о работе предусилителя. Аварийные сигналы от ведомых базовых станций должны быть отключены.
Распределение сигнала GPS. Одна GPS-антенна может быть сконфигурирована для работы с несколькими базовыми станциями. Максимальное расстояние между базовыми станциями зависит от типа антенны и ее коэффициента усиления.
Ключевые вопросы
1. Что такое базовая станция? Какие функции она выполняет в составе сотовой сети?
2. Перечислите основные узлы, входящие в состав базовой станции.
3. Назовите основное назначение и характеристики следующих узлов базовой станции:
– контроллер радиоканала (CRC);
– модуль управления CDMA (CCU);
– формирователь CDMA сигнала в основной полосе частот (CBR);
– частотно-временной блок (TFU);
– задающий генератор (ОМ);
– сборка полосовых фильтров;
– модуль тестирования радиоканала (CTRM).
Найдите и покажите на макете эти узлы.
4. Используя диаграмму потоков сигналов в базовой станции, укажите прохождение пользовательских данных через базовую станцию.
5. Используя диаграмму потоков сигналов в базовой станции, поясните прохождение опорных сигналов в базовой станции.
6. Назовите основные входы и выходы базовой станции, и покажите их на макете.
7. Какие есть способы подключения базовых станций к центру коммутации?
8. Для чего базовая станция использует сигналы со спутников Navstar (GPS)? Может ли базовая станция работать без этих сигналов?
9. Поясните, как можно использовать одну GPS-антенну для нескольких базовых станций.
Домашнее задание
1. Изучить теоретические положения (ключевые положения), используя методические рекомендации, конспект лекций и рекомендованную литературу.
2. Подготовить ответы на ключевые вопросы (вопросы для допуска к лабораторной работе).
3. Подготовить макет отчета (образец титульного листа приведен в Приложении А).
Лабораторное задание
1. Изучить на макете состав базовой станции.
2. Изучить на макете способы компоновки и организацию взаимного соединения узлов базовой станции.
3. Изучить схему прохождения сигналов внутри базовой станции.
Содержание отчета
Отчет по лабораторной работе (см. Приложение Б) должен содержать:
1. Титульный лист установленного образца.
2. Цель работы.
3. Перечень основных узлов базовой станции и их функций.
4. Схема прохождения сигналов в базовой станции.
5. Конфигурации последовательного включения базовых станций.
6. Выводы.
В ы в о д ы по работе должны включать как констатируемую часть, отражающую основные полученные результаты, так и аналитическую, в которой проводится сравнительный анализ данных теоретического и экспериментального исследований, а также объяснение полученных результатов.
Рекомендуемая литература
1. Flexent CDMA Microcell. Operation, Administration and Maintenance: Issue 3 / Lucent Technologies, 2002.
2. CDMA systems engineering handbook / Jhong S. Lee, Leonard E. Miller. – Artech House mobile communication library, 1998. – 1231 p.
3. Системы мобильной связи: Учеб. пособие для вузов / В.П. Ипатов, В.К. Орлов, И.М. Самойлов, В.Н. Смирнов / Под ред. В.П. Ипатова. – М.: Горячая линия – Телеком, 2003. – 272 с.
4. Берлин А.Н. Цифровые сотовые системы связи. – М.: Эко-Трендз, 2007. – 296 с.
5. Галкин В.А. Цифровая мобильная связь. Учеб. пособие для вузов. – М.: Горячая линия – Телеком, 2007. – 432 с.
6. Маковеева М.М., Шинаков Ю.С. Системы связи с подвижными объектами: Учеб. пособие для вузов. – М.: Радио и связь, 2002. – 440 с.
