Архітектура базової станції

 

Базові станції RBS 2000 - це друге покоління базових станцій Ericsson. Вони характеризуються низькими загальними витратами протягом періоду експлуатації, зручністю експлуатації, простотою інсталяції, швидким розгортанням; гнучка конструкція передбачає можливість багатьох конфігурацій і розширень; RBS 2000 можуть встановлюватись як всередині, так і зовні приміщень; передбачають підтримку ієрархічних структур до трьох рівнів: макрокомірки — для зони, мікрокомірки — на рівні вулиць, пікокомірки — для закритих приміщень. Апаратне забезпечення базової станції складається з ряду замінних модулів і шин (рис. 8.31).

 

Рис.8.31 Замінні модулі і шини базової станції RBS 2000

 

Розподільчий комутатор.

Розподільчий комутатор (DXU) - це центральний блок управління базової станції. Основними функціями DXU є:

- крос-комутація часових інтервалів потоків 2 Мбіт/с з відповідними прийомо-передавачами;

- інтерфейс до контролера базових станцій (2 Мбіт/с);

- синхронізація інших приймально-передавальних модулів базової станції;

- обробка до 16 зовнішніх аварійних сигналів (пожежа, сигналізація і т.д.);

- дистанційне управління процесом передачі;

- інтерфейс ОМТ через RS 232;

- концентрація керуючих зв'язків (LAPD сигналізація) в напрямку BSC;

- зберігання інсталяційної бази даних, яка містить інформацію про конфігурацію стійки.

Розподільчий комутатор складається з чотирьох частин:

- ІКМ-частина;

- центральний процесор (CPU);

- центральний синхронізуючий пристрій (CTU);

- HDLC-концентратор.

 

 

Рис.8.32 Блок-схема DXU

 

ІКМ-частина призначена для ―витягування‖ часових інтервалів з ІКМ-лінії A-bis інтерфейсу і передавання їх через локальну шину приймально-передавальному блоку базової станції. До DXU можна під'єднувати дві ІКМ-лінії, що дозволяє підвищити пропускну здатність або дає можливість резервування ліній передачі. Крім того, ІКМ-частина виділяє часові інтервали, що не використовуються базовою станцією, для інших BTS (по ІКМ-лінії з контролером базових станцій може з'єднуватись до 5 базових станцій).

Центральний процесор відповідає за управління ресурсами в межах базової станції. Його основними функціями є:

- завантаження і зберігання програмного забезпечення замінних модулів;

- інтерфейс з ОМТ;

- внутрішня і зонішня системи індикації аварії;

- «витягування» з ІКМ-потоків інформації LAPD сигналізації.

Центральний синхронізуючий пристрій генерує стабільні опорні імпульси для приймально-передавального модуля базової станції.

HDLC-концентратор забезпечує на A-bis інтерфейсі LAPD-концентрацію і LAPD-мультиплексування, які дозволяють більш ефективно використовувати A-bis інтерфейс.

 

Блок підключення зовнішньої системи індикації аварії

Блок підключення зовнішньої системи індикації аварії (EACU) - це модуль, до якого надходять двійкові сигнали від зовнішніх пристроїв (пожежні датчики, датчики руху, температури і ін.). Ці сигнали розрізняються ОМТ і передаються до контролера базових станцій через LAPD-сигналізацію по A-bis інтерфейсу.

EACU дає можливість оператору наглядати за всіма базовими станціями з одного пункту і виключає необхідність постійного відвідування базових станцій.

 

Приймально-передавальний модуль

Приймально-передавальний модуль (TRU) включає в себе приймач (RX), передавач (ТХ) і цифровий блок прийомо-передавача (TRUD). Кожен приймально-передавальний модуль може обслуговувати одночасно декілька мобільних станцій (максимум 7), оскільки TRU працює в системі мультиплексування з часовим ущільненням каналів.

Приймально-передавальний модуль виконує наступні функції:

- радіопередача;

- радіоприйом;

- обробка сигналів радіоінтерфейсу;

- управління прийомом і передачею.

Блок-схема приймально-передавального модуля представлена на рис. 8.33. Цифровий блок прийомо-передавача (TRUD) виконує роль контролера прийому і передачі. Він взаємодіє з іншими компонентами RBS через локальну шину, CDU-шину, шину синхронізації і Х-шину. TRUD виконує обробку сигналів: кодування, шифрування, пакетне форматування і вирівнювання Вітербі.

Передавальний блок (ТХ) виконує модуляцію і підсилення сигналу, що надійшов по каналу «вниз».

Приймальний блок виконує демодуляцію сигналу, що надійшов по каналу

«вверх» і направляє демодульований сигнал в TRUD.

 

 

Рис.8.33 Спрощена блок-схема TRU

 

Блок об'єднання і розподілення

Блок об'єднання і розподілення (CDU) - це інтерфейс між приймально-передавальним модулем і системою антен. Він дозволяє сумісне використання антен декількома TRU.

CDU об'єднує сигнали, передані від різних передавачів, і розподіляє прийняті сигнали між всіма приймачами. Всі сигнали фільтруються перед передачею і після прийому за допомогою смугопропускаючих фільтрів.

Основними функціями апаратних засобів CDU є:

- ТХ-об'єднання;

- RX-підсилення;

- дистанційне управління системою антен;

- фільтрація радіочастот;

- захист TRU від відбитої енергії.

Об'єднувач (англ. combiner) - це пристрій, який дозволяє під'єднати до однієї антени декілька передавачів. Це забезпечується шляхом передачі енергії радіочастот кожного з передавачів при блокуванні енергії радіочастот всіх інших передавачів, що використовують спільну антену.

Існує два типи об'єднувачів: гібридні і фільтерні.

Гібридний об'єднувач - це широкосмуговий фільтр, що дозволяє передачу всіх частот в передавальній смузі в прямому напрямку. Кожен гібридний об'єднувач може об'єднувати два вхідні сигнали передавача в один вихідний сигнал. Такий об'єднувач має 3 дБ вносимих втрат.

Фільтерний об'єднувач - це вузькосмуговий пристрій, який дозволяє передачу тільки однієї вибраної частоти. Такий об'єднувач має постійні вносимі втрати (понад 4 дБ) незалежно від кількості передавачів в системі. Для налаштування фільтерного об'єднувача на вибрану частоту використовується «ступінчастий» двигун. Таке налаштування займає приблизно 5-7 секунд.

Незалежно від того, який тип CDU використовується, базові станції RBS 2000 для передачі і прийому використовують одні і ті ж антени. Це можливо лише завдяки дуплексним фільтрам.

Дуплексний фільтр складається з двох смугопропускаючих фільтрів, які використовуються відповідно для каналу «вверх» і «вниз». Це дозволяє під'єднати канали приймальної і передавальної антен до звичайної антени, оскільки сигнал з передавача не може пройти через приймальний смугопропускаючий фільтр, а сигнал з передавача - через передавальний фільтр.

 

 

Блок керування енергією

Блок керування енергією ECU (англ. Energy Control Unit) це модуль, який дистанційно регулює стан навколишнього середовища всередині стійки і контролює енергетичне обладнання. ECU керує блоком живлення, запобіжниками, вентиляторами, охолоджувачами, нагрівачами.

 

Системні шини

Взаємозв'язок між замінними модулями базової станції RBS 2000 здійснюється по чотирьох системних шинах:

- Локальна шина забезпечує внутрішній зв'язок між DXU, TRU і ECU. По ній передається TRX-сигналізація, розмовна інформація і дані.

- Шина синхронізації містить синхронізаційну інформацію, яка необхідна для передачі по радіоінтерфейсу. Ця інформація поступає від центрального синхронізуючого пристрою розподільчого комутатора до приймально-передавального модуля.

- Х-шина містить розмовну інформацію і дані, які передаються у вигляді пакетів до приймально-передавальних модулів. Вона використовується при стрибкоподібній перенастройці частоти, коли в кожному наступному циклі на одному і тому ж часовому інтервалі використовується інша несуча частота (передавач).

- CDU-шина з'єднує блок об'єднання і розподілу з приймально-передавальними модулями. По ній передаються аварійні сигнали і особлива інформація, яка використовується при взаємодії CDU і TRU.

 

 

Нумерація в BSS

Поділ мережі на зони, кластери і комірки передбачає їх нумерацію. Нумерація в системі базової станції дозволяє однозначно визначити місцеположення мобільної станції в мережі, забезпечити її обслуговування і необхідну якість зв'язку.

 

 

Рис.8.5 Побудова кластера 3/9 над існуючим кластером 4/12

 

Таблиця 8.1. Залежність ємності мережі від розподілу частотних каналів

Доступні частоти
Підкомірки
Надкомірки
Ємність мережі		36 + 12 • (4/3) = 52	24 + 24 • (4/3) - 56	12 + 36 • (4/3) = 60

 

 

1. CGI (Cell Global Identity) - глобальний ідентифікаційний номер комірки має вигляд:

 

CGI=MCC-NMC-LAC-CI,

 

де MCC (Mobile Country Code) - мобільний код країни, містить 3 цифри;

MNC (Mobile Network Code) - мобільний код мережі,містить 1-3 цифри;

LAC (Location Area Code) - код локальної території, містить до 16 біт;

СІ (Cell Identification) - ідентифікаційний номер комірки, містить до 16 біт.

 

Глобальний ідентифікаційний номер комірки (CGI) ідентифікує комірку в мережі GSM. Це означає, що в мережі GSM не може бути дві комірки з однаковим номером CGI. Номер можна розділити на дві частини:

- комбінація MCC-NMC-LAC утворює так званий ідентифікаційний номер локальної території (Location Area Identity - LAI). Запис про цей номер міститься в MSC/VLR (мережевий компонент системи комутації). Для того, щоб розшукати мобільну станцію, не потрібно передавати пошуковий сигнал від всіх базових станцій мережі GSM. При переміщенні мобільної станції з однієї локальної території в іншу, вона надсилає до MSC/VLR запит на оновлення інформації про місцезнаходження. Тому при пошуку мобільної станції пошукові сигнали будуть передаватись лише в межах однієї локальної території (LA).

- ідентифікаційний номер комірки (СІ) призначається кожній комірці і є унікальним в межах локальної території (LA).

 

2. BSIC (Base Station Identity Code) - ідентифікаційний код базової станції складається з двох частин:

 

BSIC=NCC+BCC,

 

де NCC (National Colour Code) - національний кольоровий код, нумерується від 0 до 7;

ВСС (Base Station Colour Code) - кольоровий код базової станції, нумерується від 0 до 7.

 

Ідентифікаційний код базової станції (BSIC) використовується для того, щоб розрізнити комірки, які працюють на однаковій частоті і належать різним кластерам. Крім того, цей номер може використовуватись для того, щоб розрізнити комірки, що належать різним операторам і перебувають на кордоні двох країн.

Для того, щоб розрізнити операторів в суміжних PLMN (рис. 8.6), кожному оператору в країні присвоюється певне значення NCC.

Коміркам, які перебувають поблизу державних кордонів, присвоюються різні значення NCC. Припустимо, мобільна станція перебуває в активному режимі і використовує розмовний канал на несучій частоті f₄ в країні В. Мобільна станція вимірює сусідні частоти, в даному випадку частоти f₁, f₁₂ і f₁₄.

В країні С частота f₁ використовується в комірці, яка розміщена занадто близько до комірки з тією ж частотою в країні В. Як наслідок, при спробі мобільної станції виміряти частоту f₁, вона може прийняти неправильний сигнал. Проте вона виявить, що NCC є неправильний і результат вимірювання буде забракований. В даному випадку MS не буде встановлювати виклик в іншій країні, а отже не будуть займатись додаткові сигналізаційні канали, що вигідно для оператора, і абонент збереже свої гроші. Цей метод також може використовуватись і всередині країни, щоб запобігти сигналізації і перемиканням між різними MSC. Дозвіл встановлення виклику в сусідніх країнах визначається оператором для кожної комірки індивідуально шляхом введення відповідної команди в BSC.

 

 

Рис.8.6 Кольоровий код PLMN (NCC)

 

Кольоровий код базової станції (ВСС) використовується як захист від спільноканальних інтерференційних завад. З цією метою однаковий ВСС присвоюється всім коміркам в заданому кластері. Таким чином забезпечується максимальне рознесення ВСС.

Припустимо мобільна станція працює на частоті f₆ (рис. 8.7) і проводить вимірювання в сусідніх комірках. Проте частота f_15x, присвоєна комірці з іншого кластера, яка занадто близько розміщена до сусідньої комірки з частотою f_15y. В деяких звітах про результати вимірювань мобільна станція включить вимірювання f_15x замість f_15y. Єдиною різницею буде лише те, що для f_15y номер ВСС=2, а для f_15x BCC=3. Найкращий з сигналів, незалежно від ВСС буде пересилатись до контролера базових станцій, і лише там алгоритм локалізації відфільтрує комірки з неправильним ВСС. В даному випадку f_15x з ВСС=3 буде виключена з подальшого розгляду.