LTE基站入門：基站設(shè)備與配置

1、LTE基站入門基站設(shè)備與配置目錄1 LTE 基站概述 31.1 基站概念 31.2 基站室外設(shè)備 31.3 基站室內(nèi)設(shè)備 62 LTE基站類型與設(shè)備 102.1 宏站和室分站區(qū)別 102.2 TDD 和 FDD區(qū)別 102.3 基站基本設(shè)備介紹 112.3.1 室內(nèi)基帶處理單元 BBU 112.3.2 電源模塊 DCDU 142.3.3 時鐘盒 152.3.4 GPS 162.3.5 遠(yuǎn)端射頻模塊 RRU 162.3.6 天線 173 TDD 與 FDD 站點配置 203.1 TDD 站點介紹 203.1.1 D頻段宏站介紹 203.1.2 F 頻段宏站介紹 233.1.3 TDD室分站點 2

2、73.2 FDD 站點介紹 283.2.1 FDD 宏站介紹 283.2.2 FDD室分站點 283.3 FISH站點介紹 291 LTE 基站概述1.1 基站概念基站是移動通信中組成蜂窩小區(qū)的基本單元，主要完成移動通信網(wǎng)和移動 通信用戶之間的通信和管理功能， 從狹義上就可以把基站理解成一種無線電收發(fā) 信電臺。換句話說，你的手機信號從哪里來，手機能上網(wǎng)、打電話都是因為你的 手機（專業(yè)術(shù)語稱為終端 UE）駐留在一個基站上，在基站信號的覆蓋范圍內(nèi)。基站不是孤立存在的， 它僅僅屬于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的一部分， 它是連接移動通信 網(wǎng)和用戶終端的橋梁基站一般由機房，信號處理設(shè)備，室外的射頻模塊、 收發(fā)信號的天線

3、、GPS、 各種傳輸線纜等等組成。下面將以基站接收信號，從室外到室內(nèi)這樣的順序給大家介紹一下基站。1.2 基站室外設(shè)備（1）首先需要通過室外的天線接收信號，天線也是我們在室外判斷是否周 圍有基站最明顯的標(biāo)志。天線的形狀如下圖所示，類似扁平的長方體。天線有很多不同的安裝方式，下面列舉了一些天線安裝在不同地方的照片，當(dāng)你看見這些天線，那么這個天線附近就應(yīng)該有我們的基站了。天線的各種安裝場景（2）天線接收的信號送往射頻單元進行處理， 遠(yuǎn)端射頻模塊 （Remote Radio Unit ），簡稱 RRU。接收信號時， RRU 將天線傳來的射頻信號（ 射頻信號 就是經(jīng) 過調(diào)制的，擁有一定發(fā)射頻率的電波

4、）轉(zhuǎn)化成光信號，傳輸給室內(nèi)處理設(shè)備；發(fā) 送信號時， RRU 將從機房傳來的光信號轉(zhuǎn)成射頻信號通過天線放大發(fā)送出去。 當(dāng)然這只是簡單地解釋了 RRU 功能，其實 RRU 對收發(fā)信號還有很多其他處理， 在后面的模塊介紹里會介紹。RRU 有很多類型，在后面的模塊介紹里會詳細(xì)給大家列舉。（3）接收的信號經(jīng)過射頻模塊 RRU 處理后，通過光纜傳入機房內(nèi)的信號處 理模塊 。（4）室外還有用于系統(tǒng)定位和提供時鐘同步的信號的 GPS 模塊，因為長的 像蘑菇，也稱 GPS 蘑菇頭。1.3 基站室內(nèi)設(shè)備（1）基站設(shè)備普通情況下，除了天線、射頻處理單元 RRU、GPS 蘑菇頭等 設(shè)備安裝在鐵塔、 抱桿等室外環(huán)境，

5、其他的設(shè)備是安裝在特定的機房內(nèi)的， 如果 當(dāng)前建站的地方處在野外或沒有合適的建筑作為機房， 則使用一體化機柜， 下面 通過照片給大家展示一下機房和一體化機柜。（2）機房內(nèi)一般包括：基站設(shè)備、安裝設(shè)備的機柜、電源柜、蓄電池、 空調(diào)、走線架、接地排、各種線纜等。電源柜負(fù)責(zé)給機房設(shè)備供電，蓄電池 在斷電時，給電源柜供電，空調(diào)用來降溫，室內(nèi)走線架用于線纜走線，接地 排作用：室內(nèi)所有設(shè)備的接地線最終都要接到室內(nèi)接地排，對設(shè)備起到保護 作用。室外接收的信號通過線纜傳入室內(nèi)機柜的信號處理模塊，對信號進行處 理等。機房內(nèi)照片展示如3）如果基站建站地點沒有合適的機房，則一般采用一體化機柜2 LTE基站類型與設(shè)備

6、LTE 基站類型根據(jù)不同的劃分方式，有不同的分類。根據(jù)基站覆蓋的環(huán)境和模型不同， 可以分為宏站和室分站；根據(jù) LTE 采用的雙工方式不同，又分為 TDD 站點和 FDD 站點， 下面將針對不同的分類進行介紹。2.1 宏站和室分站區(qū)別根據(jù)環(huán)境、 覆蓋模型不同將站點分為宏站與室分站。 宏站一般指室外大范圍的覆蓋站點， 由于天線覆蓋無法做到無縫覆蓋， 宏站天線無法完全覆蓋至室內(nèi)， 或室內(nèi)覆蓋信號很差， 環(huán) 境復(fù)雜，針對樓宇需要做室分覆蓋。簡單來說宏站是大范圍室外覆蓋的站點，針對高樓層， 覆蓋差的室內(nèi)而設(shè)的站點為室分站點。宏站和室分站點區(qū)分也很簡單， 宏站在室外有明顯的天線， 而室分的天線多為在樓道的

7、 天花板里的吸頂天線。同時宏站和室分站的設(shè)備也略有不同，在下面的章節(jié)里會做出詳細(xì)介紹。2.2 TDD和 FDD區(qū)別LTE 根據(jù)雙工方式，分為兩類： TDD 和 FDD， TDD 代表時分復(fù)用， FDD 代表頻分復(fù)用， FDD 系統(tǒng)是指系統(tǒng)的發(fā)送和接收數(shù)據(jù)使用不同的頻率；時分雙 工系統(tǒng)則是系統(tǒng)的發(fā)送和接收使用相同的頻段，上下行數(shù)據(jù)發(fā)送在時間上錯開， 通過在不同時隙發(fā)送上下行數(shù)據(jù)， 可有效避免上下行干擾， 至于具體含義屬于理 論范疇，這里就不多解釋了，但要知道中國移動使用的是TDD 。電信聯(lián)通使用的是 FDD 。移動 TDD 又根據(jù)劃分頻段的不同，分為 D、F、E 三種頻段，各頻段范圍如 下： D

8、25702620MHzF 1880 1920MHzE 2300 2400MHz其中 D/F 頻段供宏站使用， E 頻段供室分使用。頻段劃分的含義是，在劃分的這 些頻段區(qū)間，供 LTE 業(yè)務(wù)使用2.3 基站基本設(shè)備介紹上面介紹了基站的分類， 不同類型的基站需要的設(shè)備各不相同， 下面將對所 有設(shè)備進行介紹， 下表列舉了不同類型基站設(shè)備配置。 基站設(shè)備一般包括： 主系 統(tǒng)模塊 FSMF，系統(tǒng)拓展模塊 FBBA ，電源模塊 DCDU，傳輸模塊 FTIF，時鐘盒， RRU，GPS，天線等。本節(jié)將對這些模塊做出詳細(xì)介紹。TDDFDD宏站設(shè)備室分站設(shè)備宏站設(shè)備室分站設(shè)備D 頻段F 升級E 頻段FSMFFSM

9、FFSMFFSMFFSMF1 個 FBBA1個 FBBA2 個 FBBA2 個 FBBAN 個 FBBA小 RRU小 RRU時鐘盒FTIF時鐘盒天線天線FTIFRRUFTIFGPSGPSRRU天線小 RRUGPS 避雷器GPS避雷器天線GPS天線光模塊若干光模塊若干GPSGPS功分器 和避雷器GPS光纖、跳線 若干光纖、跳線 若干GPS功分器 和避雷器BBP530GPS功分器 和避雷器光模塊若干光模塊若干光模塊若干光纖、跳線 若干光纖、跳線 若干光纖、跳線 若干2.3.1 室內(nèi)基帶處理單元 BBU室內(nèi)基帶處理單元，也稱 BBU(Building Base band Unite)。BBU 主要功

10、能簡介： BBU 是基站的基帶處理單元，提供對外接口，完成系 統(tǒng)的資源管理、操作維護和環(huán)境監(jiān)測功能等。BBU 包括主控單元 FSMF 模塊、基帶擴展單元 FBBA 和傳輸擴展單元 FTIF下面將介紹 BBU 包含的三個模塊：1.主系統(tǒng)模塊 FSMFFSMF 是 TD-LTE 室外型基站的 Flexi Multiradio 10 Base Station 系統(tǒng)模塊。 包含所支持無線接入技術(shù)的所有控制和基帶功能。主要功能包括： 基帶信號處理 內(nèi)置以太網(wǎng)和 IP V4/V6 傳輸功能（可簡單理解為信號的傳輸方式） ； 基站時鐘生成和分發(fā)功能； 基站管理和維護功能； 傳輸控制功能； 無線接口集中控制功

11、能。簡單來說，接收或者發(fā)送出去的信號都是在 FSMF 模塊中進行相關(guān)處理操作 的。FSMF 接口如下圖所示： BBU 機框中， 中間一排接口最多的模塊即為 FSMF 模塊，模塊的各個接口的功能已經(jīng)在圖中標(biāo)出。2.基帶擴展單元 FBBA基帶擴展單元，簡稱 FBBA 。一般基站包含的小區(qū)數(shù)不會只有一個，一個 室外宏站（宏站的概念后面會介紹）包括 3 個小區(qū)（基站一般包含 3 個扇區(qū)，完 成 360 度覆蓋，這三個扇區(qū)也稱為 3 個小區(qū)），而主系統(tǒng)模塊 FSMF 帶動的小區(qū) 數(shù)有限，最多只能帶動一個小區(qū)，所以需要增加基帶擴展單元 FBBA 帶動更多 的小區(qū)，每增加一個 FBBA 就可以多帶動一個小區(qū)

12、。 FBBA 有與 FSMF 模塊通信 的接口，通過一根 BUS 線連接，完成兩者的數(shù)據(jù)通信。FBBA 模塊和接口如下圖所示：3. 傳輸擴展單元 FTIF傳輸擴展單元 FTIF ，也稱傳輸板。因為基站不是孤立存在的，需要進行組 網(wǎng)，基站利用這個模塊的第四個光口 （從左往右數(shù)），通過光纖與傳輸設(shè)備相連， 實現(xiàn)傳輸。 這地方說的傳輸設(shè)備， 主要的作用是使眾多基站組網(wǎng)的設(shè)備， 后臺網(wǎng) 管可以通過這個設(shè)備提取基站數(shù)據(jù)，或?qū)具M行相關(guān)操作，每個機房都會有，般使用華為或中興生產(chǎn)的傳輸設(shè)備FTIF 如下圖所示：2.3.2 電源模塊 DCDU電源分配單元( Direction Current Distrib

13、ution Unit )，簡稱 DCDU ，負(fù)責(zé)給 LTE 設(shè)備供電，如 BBU ，室外的射頻單元 RRU 等。 DCDU 和 BBU 一起都是安裝在機柜里的。 電源接口如下圖所示：DCDU 給其他設(shè)備供電，那 DCDU 的電又是從什么地方取的呢？在上節(jié)里 已經(jīng)介紹過機房的設(shè)備，其中一個機柜是電源柜， DCDU 的 -48V 直流電就是從 電源柜取電的。電源柜里有接電牌、熔絲以及接電開關(guān)等。接電牌有兩個：一次 下電牌和二次下電牌， 如下面的右圖所示， 一次下電牌接的是非重要負(fù)載 (非重 要負(fù)載指在電源柜供電不足的情況下首先斷電的設(shè)備) ，我們的設(shè)備接的就是一 次下電牌；二次下電牌接的是重要負(fù)載

14、， 傳輸類設(shè)備接的是二次下電牌。 停電時， 由室內(nèi)的蓄電池供電， 當(dāng)蓄電池的電消耗到一定程度時， 就斷開非重要負(fù)載上的 供電，保證傳輸。在電源柜里，熔絲只能選擇 63A 或 100A 的熔絲。電源柜內(nèi)照片如下圖所示：室外的 GPS 信號進入室內(nèi)不是直接接到時鐘盒上的， 需要經(jīng)過 GPS避雷器。 GPS避雷器的作用是對室內(nèi)的時鐘盒等設(shè)備提供保護。2.3.3 時鐘盒室外的 GPS蘑菇頭是用來定位和提供時鐘同步的， GPS 蘑菇頭也有很多類 型，當(dāng)室外的 GPS 蘑菇頭傳下來的是模擬信號時，室內(nèi)就需要一個時鐘盒，時 鐘盒的作用是將模擬的 GPS信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后送入 FSMF 模塊。當(dāng)室 外的

15、 GPS蘑菇頭傳下來的是數(shù)字信號時， 室內(nèi)就不需要時鐘盒。 因為使用的 GPS 型號不同，移動的基站是需要時鐘盒的，電信和聯(lián)通的基站不需要時鐘盒。時鐘盒的接口如下圖所示：2.3.4 GPS大家對 GPS定位可能都比較熟悉， LTE 的室外設(shè)備中就包含 GPS蘑菇頭， GPS蘑菇頭是用來定位和提供時鐘同步信號的。從 GPS 輸出的信號有兩類：模 擬信號和數(shù)字信號， GPS 也有很多種型號， 這里就不一一列舉了， 目前電信用的 是 FYGB 472748A，移動用的是 CS930219。移動用的 GPS 蘑菇頭輸出的是模擬 信號，電信和聯(lián)通用的 GPS 蘑菇頭輸出的是數(shù)字信號，所以移動站點的室內(nèi)設(shè)

16、2.3.5 遠(yuǎn)端射頻模塊 RRU遠(yuǎn)端射頻模塊( Remote Radio Unit)，簡稱 RRU。室外天線接收和發(fā)送的都 是射頻信號，室內(nèi) BBU 接收和發(fā)送的都是光信號，那么 BBU 和天線就不能直 接相連，需要通過 RRU 作為中間橋梁，對信號做相應(yīng)處理。接收信號時， RRU 將天線傳來的射頻信號經(jīng)濾波、低噪聲放大、轉(zhuǎn)化成光 信號，傳輸給室內(nèi)處理設(shè)備；發(fā)送信號時， RRU 將從機房傳來的光信號，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換、變頻、濾波、線 性功率放大等操作，轉(zhuǎn)換成射頻信號，最后通過天線發(fā)送出去。RRU 有很多種型號，每種型號的接口數(shù)目有所不同，但大致有幾種接口： 電源接口， DCDU 通過這個接口給 RR

17、U 供電；光口， BBU 與 RRU 就是通過這 些光口相連的；與天線的接口等。下面將給出幾種類型 RRU 的照片：移動項目使用的 RRU，包括：電源接口，光口、 9個天線接口，前 8 個接口 用來與天線傳遞信號，其中 9 號天線接口為校準(zhǔn)口，作校準(zhǔn)使用。移動基站的 FZFF 型號 RRU電信項目使用的 RRU，包括：電源接口，光口、 6 個天線接口，用來與天線傳遞 信號。電信基站 FXEB 型號 RRU 如下圖所示：2.3.6 天線天線是信號的收發(fā)單元，天線也有很多類型。下面通過圖片給大家展示一下。移動基站的 FHEB 型號 RRU電信的使用的天線與移動有所不同， 在天線下端還有兩個電調(diào)，

18、用來調(diào)整下傾角 （就是 天線的俯仰角）的，電信的天線下端通過 4 根饋線（連接天線與 RRU 的線纜稱為饋線）與 下端的 RRU 相連，傳遞信號，兩個電調(diào)通過串聯(lián)的方式與下端的 RRU 相連。連接示意圖 在后面的 FDD 宏站會詳細(xì)介紹。移動使用的天線，其下端與 RRU 的饋線接口有 9 個，而且沒有電調(diào)，所以從外觀， 線纜的多少就可以區(qū)分出移動和電信的天線。天線的類型很多，這里就不一一講解了，下圖是 LTE 各類天線接口匯總圖LTE答姜天煒瘙純3 TDD 與 FDD 站點配置本章將根據(jù) LTE 站點雙工方式的不同，對 TDD 和 FDD 站點配置進行分類介紹。3.1 TDD站點介紹移動 TD

19、D 又根據(jù)劃分頻段的不同，分為 D、F、E 三種頻段，下面將對各 個頻段配置進行詳細(xì)介紹。3.1.1 D 頻段宏站介紹D 頻段室內(nèi)設(shè)備： DCDU、主系統(tǒng)模塊 FSMF、系統(tǒng)拓展模塊 FBBA 、傳輸 模塊（ FTIF）、時鐘盒。室外包括 RRU、GPS、天線等。D 頻段設(shè)備D 頻段設(shè)備部分連線如下面兩個圖，實物圖與連線示意圖：D 頻段連線示意圖（ a）傳輸設(shè)備DCDU 模塊時鐘盒FTIF6 1 2 345FSMFFBBA主輔主輔主輔1小區(qū)2小區(qū)3小區(qū)RRU連接光 口示意圖D 頻段連線示意圖（ b ）電源連線：DCDU 通過 FSMF 的第二個接口給其供電， 連線如黃色線所示。 FSMF 通過

20、自身的第一個接口給左邊的第一塊 FBBA 供電，第一塊 FBBA 通過自 身第二個接口給右邊的第二塊 FBBA 供電，連線如綠色線所示。FSMF 的兩個數(shù)據(jù)口通過兩根 BUS 線分別與兩個 FBBA 的數(shù)據(jù)口相連，連 線如圖中藍色線所示。時鐘盒左邊用紅色圓圈標(biāo)出的金屬接口與 GPS 避雷器相連，時鐘盒通過一根高清線與 FSMF 的時鐘同步輸入接口相連，示意圖如圖中紅色線所示。D 頻段光口連接： FSMF 上的 1 、2 光口分別與室外 1 小區(qū) RRU 的主、輔光 口連接， 3、6光口分別與室外 2小區(qū) RRU的主、輔光口連接， 4、5光口分別與 室外 3 小區(qū) RRU 的主、輔光口連接。FT

21、IF 傳輸模塊的第四個接口（從左往右數(shù)）通過光模塊與 PTN 傳輸設(shè)備相 連。FSMF 的第三個接口為調(diào)測網(wǎng)口， 我們正是通過這個接口將數(shù)據(jù)做到設(shè)備中 去的，調(diào)測時用網(wǎng)線與電腦相連，將做好的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)線輸入到設(shè)備中去。 避雷器和功分器如下圖所示，注意避雷器需要接地：D 頻段天線端跳線 1234 端口接 RRU 端 1357 通道接口，天線端跳線 5678接 RRU 端 2468 通道接口 。其中 9 號口是校準(zhǔn)口天線上饋線 端口RRU上與天線的 接口（ RRU 的其 他接口這里就不 標(biāo)注了）12234456789123456789D頻段天線與 RRU 連接示意圖3.1.2 F 頻段宏站介紹F

22、頻段宏站又分為 F 升級站點（雙模）和 F 新建站點（單模）。（1）F 升級站點F 升級站點是在 3G TD-S 基站設(shè)備上升級而來，也就是說 F 升級站點不僅 包含 TD-L （TDD-LTE ）設(shè)備，還包含 TD-S（TD-SCDMA ）設(shè)備。F 升級站點室內(nèi)設(shè)備：DCDU 、主系統(tǒng)模塊 FSMF、系統(tǒng)拓展模塊 FBBA 、傳輸模塊（ FTIF）、TD-S 的 BBU （ BBP530）。室外包括 RRU、GPS、天線等。F 升級站點設(shè)備的電源連線、 FTIF 連線、 BUS 線接法同 D 頻段。 F 升級站 點沒有時鐘盒，因為其與 TD-S 設(shè)備共用時鐘信號。F 頻段增加了 TD-S 的

23、 BBU BBP30 ，如下圖所示： BBP530 上有 8 個槽位， 槽位編號是 0到 7，其中 2、3號槽位插入了 UBBP 板。每個 UBBP 上有 6 個光口，在此為了方便大家理解，我將接口做了編號， 每個 UBBP 板左邊的 3 個接口是與室外的 RRU 相連的，右邊的三個接口與 TD-L 的 BBU 的光口相連。TD-L BBU 光口與 TD-S BBU 光口連接示意圖如下圖所示， 1、2為 1小區(qū)， 3、4 為 2 小區(qū)， 5、 6 為 3 小區(qū)。FBBA2個UBBP 板左邊的接口與室外 RRU相連：1、2光口分別與室外 1小區(qū) RRU 的主、輔光口連接， 3、4光口分別與室外

24、2小區(qū) RRU 的主、輔光口連接， 5、6 光口分別與室外 3 小區(qū) RRU 的主、輔光口連接。1 2 3 1235 6 4 5643G BBUUBBP 板UBBP 板6 1 2 3FSMF45F頻段天線端跳線 1234接RRU端 1234通道接口，天線端跳線 5678接 RRU 端 5678 通道接口F頻段天線與 RRU 連接示意圖天線上饋線 端口RRU 上與天線的 接口（ RRU 的其 他接口這里就不 標(biāo)注了）（2）F 新建站點F 新建站即 F 頻段單?；?， 只存在 LTE 一種模式。 F 頻段新建站的基站側(cè) 硬件配置需求可以是 TD-S BBU（BBP530）和 LTE設(shè)備組成，也可以

25、是只由 LTE 設(shè)備組成。1）TD-S BBU（BBP530）+LTE 設(shè)備具體說一下 BBP530+FSMF 這種配置的 F 頻段新建站點， 這種站點 TD-S 的 主設(shè)備 BBP530 是處于假開狀態(tài)，是不開通傳輸?shù)模切枰鲆恍╂溌窋?shù)據(jù)， BBP530 只是充當(dāng)一個轉(zhuǎn)接設(shè)備。如下圖， TD-S 主設(shè)備的傳輸口是沒有插傳輸 光纖的，但 FSMF 可以使用 BBP530 的時鐘同步信號。 這種配置的站點只存在于 LTE 發(fā)展前期，目前在這種配置已經(jīng)慢慢被替代。BBP530+FSMF 新建站2）僅由 LTE 設(shè)備組成F 新建站點還可以沒有 TD-S 的設(shè)備，僅由 LTE 設(shè)備組成，它的設(shè)備與 D 頻段設(shè)備相同，如下圖所示， F 新建站點的光口分配與 F 升級站點一樣， 1、2 光口與室外 1 小區(qū) RRU 主輔光口連接， 3、4 光口與室外 2 小區(qū) RRU 主輔光口 連