Com-Way3G移动通信仿真软件实验指导书.pdf
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1、 Com-Way 3G 移动通信仿真软件 实 验 指 导 书 班级:姓名:学号:教师:柯姆威出品 版权所有 1 简简 介介 随着 09 年 1 月我国 3 张 3G(第三代移动通信技术)牌照的发放,我国 3G 时代的大幕被正式拉开。据工业和信息化部人才交流中心预计,进入大规模建设阶段后,按目前的培养速度,人才需求缺口将达百万。面对即将蓬勃发展的 3G 行业,解决 3G 人才需求缺口已成为迫在眉睫的问题。中国的移动通讯已经进入了 3G 时代,TD-SCDMA 作为中国主导的 3G 技术是未来中国 3G 系统的主流。TD 产业链的形成,也意味着 TD 人才需求量的巨大。“Com-Way 3G 移动
2、通信仿真实验软件”采用 TD-SCDMA 制式,由大唐移动通信设备有限公司开发商用设备的研发团队与南京柯姆威科技有限公司共同合作开发,最大程度的保证了 3G 仿真软件的底层算法、功能、信令、组网等与现网商用设备的同步。“Com-Way 3G 移动通信仿真实验软件”能模拟真实设备,包含设备间各个参数信息的联系,建立底层数据库方式,采用二维表形式来仿真设备参数、以及设备与设备之间连接,满足学生学习设备网络组网及操作,并能根据学生操作生成告警信息、查看组网、验证拨打、生成性能事件以及消息协议验证。“Com-Way 3G 移动通信仿真实验软件”由:基站实验模块、基站控制器实验模块、核心网实验模块、操作
3、维护中心实验模块、网络规划及优化实验模块、实验管理模块,共六个软件子模块组成,采用 C/S 结构,提供教师管理端与学生端,方便教师教学及进行实验管理。仿真软件数据库采用数据库索引标记方式,标记出不同学生的操作结果,能够让各个学生操作相互独立,互不影响,同时在特殊情况下不影响该学生操作之结果。仿真软件需根据不同学习内容,可制定不同的实验模块以及实验指导书,各个模块既可以单独操作又可以连接组网,方便教学的循序渐进。各软件模块能开设以下实验:基站实验模块:基站实验模块:本局硬件调测、网元布配、模拟建立小区等实验;基站控制器实验模块:基站控制器实验模块:本局硬件调测、IUB 接口配置、IU-PS 配置
4、、IU-CS 配置、基站小区管理等实验;操操作维护中心实验模块:作维护中心实验模块:接口管理、告警处理、建立性能统计、消息协议流程等实验;核心网实验模块:核心网实验模块:IU-PS 配置、IU-CS 配置、MGW 配置组网等实验;网络规划及优化实验模块:网络规划及优化实验模块:网络规划、导出性能统计文档、图层显示统计操作、地理信息工具图形化分析、网络性能参数优化等(备注:图形化操作需地图软件);2 实验管理模块:实验管理模块:实验指导书:教师端对学生端进行管理可通过导入实验任务方式,管理学生操作实验模块,实验题目,实验时间;自订课题及评分:教师可根据实验情况,自订课题,录制单个模块或多个模块的
5、标准答案,自动评分功能则根据学生操作结果对比题库标准答案给出分数,并同时可以查看到学生操作错误之处;导入实验任务:教师可根据授课内容将实验任务导入,增强教师教学的自主性;实验管理:学生完成实验后,教师进行打扫实验室可以将所有学生所做数据全部清空,方便下次课堂教学;3 目目 录录 简 介.1 第一部分 基站部分.5 背景介绍.5 实验一 基站设备介绍实验.8 实验二 基站基带资源配置方案设置.13 实验三 基站核算用户容量.22 实验四 GPS 资源调试实验.25 实验五 基站硬件调试及故障查询分析实验.33 实验六 基站 IMA 传输配置实验.38 实验七 网元布配实验.42 实验八 基站载频
6、设置实验.57 实验九 基站本地开通实验.61 第二部分 RNC 部分.69 背景介绍.69 实验一 RNC 控制面配置管理实验.71 实验二 RNC 用户面配置管理实验.73 实验三 RNC IuB 传输网络层配置管理实验.75 实验四 RNC 硬件配置管理实验.77 实验五 IMA 组配置管理实验.92 实验六 RNC 侧基站管理实验.96 实验七 基站 IuB 接口局间链路配置实验.103 实验八 基站无线参数设置实验.115 实验九 小区频点控制实验.119 实验十 小区码字规划实验.128 实验十一 整定公共控制信道功率实验.135 实验十二 电路域控制面配置实验.153 实验十三
7、分组域控制面配置实验.163 4 第三部分 核心网部分.173 背景介绍.173 实验一 IuB 接口联调实验.174 实验二 IuCS 用户面配置实验.180 实验三 IuCS 传输面配置实验.183 实验四 IuCS 接口联调实验.189 实验五 IuPS 用户面及传输面配置实验.193 实验六 IuPS 接口联调实验.203 实验七 业务验证-移动起始呼叫 MOC.206 附 1:示例 MOC 的信令流程:.212 第四部分 网规网优部分.213 背景介绍.213 实验一 RAN 组网 ATM 传输方案设置.216 实验二 RAN IuB 传输网络层配置实验.219 实验三 网元设备端口
8、定义实验.221 实验四 网络规划配置实验.227 实验五 性能统计及网络优化专题.231 附:略缩语.247 5 第一部分第一部分 基站部分基站部分 本部分主要讲解了 3G 网络结构的基站部分,此部分负责接入 UE 进入通信,完成 UU 接口通信,主要包含基站、小区建立等。背景介绍背景介绍 国际电信联盟(ITU)在 2000 年 5 月确定 WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA 三大主流无线接口标准,写入 3G 技术指导性文件 2000 年国际移动通讯计划(简称 IMT2000);2007 年,WiMAX 亦被接受为 3G 标准之一。CDMA 是 Code Division Mul
9、tiple Access(码分多址)的缩写,是第三代移动通信系统的技术基础。第一代移动通信系统采用频分多址(FDMA)的模拟调制方式,这种系统的主要缺点是频谱利用率低,信令干扰话音业务。第二代移动通信系统主要采用时分多址(TDMA)的数字调制方式,提高了系统容量,并采用独立信道传送信令,使系统性能大大改善,但 TDMA 的系统容量仍然有限,越区切换性能仍不完善。CDMA 系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力。下面分别介绍一下 3G 的几种标准:W-CDMA 也称为 WCDMA,全称为 Wideband CDMA,也
10、称为 CDMA Direct Spread,意为宽频分码多重存取,这是基于 GSM 网发展出来的 3G 技术规范,是欧洲提出的宽带 CDMA 技术,它与日本提出的宽带 CDMA 技术基本相同,目前正在进一步融合。W-CDMA 的支持者主要是以 GSM 系统为主的欧洲厂商,日本公司也或多或少参与其中,包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电,以及日本的 NTT、富士通、夏普等厂商。该标准提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演进策略。这套系统能够架设在现有的GSM网络上,对于系统提供商而言可以较轻易地过渡。预计在 GSM 系统相当普及的亚洲,对这套新技术的接受度会相
11、当高。因此 W-CDMA 具有先天的市场优势。6 CDMA2000 CDMA2000 是由窄带 CDMA(CDMA IS95)技术发展而来的宽带 CDMA 技术,也称为 CDMA Multi-Carrier,它是由美国高通北美公司为主导提出,摩托罗拉、Lucent 和后来加入的韩国三星都有参与,韩国现在成为该标准的主导者。这套系统是从窄频 CDMAOne 数字标准衍生出来的,可以从原有的 CDMAOne 结构直接升级到 3G,建设成本低廉。但目前使用 CDMA 的地区只有日、韩和北美,所以 CDMA2000 的支持者不如 W-CDMA 多。不过CDMA2000 的研发技术却是目前各标准中进度最
12、快的,许多 3G 手机已经率先面世。该标准提出了从 CDMA IS95(2G)-CDMA20001x-CDMA20003x(3G)的演进策略。CDMA20001x 被称为 2.5 代移动通信技术。CDMA20003x 与 CDMA20001x 的主要区别在于应用了多路载波技术,通过采用三载波使带宽提高。目前中国电信正在采用这一方案向 3G 过渡,并已建成了CDMA IS95 网络。TD-SCDMA 全称为 Time Division-Synchronous CDMA(时分同步 CDMA),该标准是由中国大陆独自制定的 3G 标准,1999 年 6 月 29 日,中国原邮电部电信科学技术研究院(
13、大唐电信)向 ITU 提出,但技术发明始于西门子公司,TD-SCDMA 具有辐射低的特点,被誉为绿色 3G。该标准将智能无线、同步 CDMA 和软件无线电等当今国际领先技术融于其中,在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。另外,由于中国内地庞大的市场,该标准受到各大主要电信设备厂商的重视,全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持 TDSCDMA 标准。该标准提出不经过 2.5 代的中间环节,直接向 3G 过渡,非常适用于 GSM 系统向 3G 升级。军用通信网也是 TD-SCDMA 的核心任务。移动通信系统先后经历了第一代模拟系统和第二代数字系统的发展,作为第三代移动
14、通信系统的一个主要发展方向,由我国提出的 TD-SCDMA 技术已开始进入大规模商用。大唐移动通信设备有限公司不仅是 TD-SCDMA 技术标准的领航者,更在世界上率先研制成功全套 TD-SCDMA 系统网络设备,并在产品测试以及网络运营方面走在业界最前沿。大唐移动通信设备有限公司不仅可以提供第三代移动通信网络设备,并且能够针对不同运营 7 商的需求和网络特点,提供可维护、可运营、易管理的客户化网络解决方案,从而针对不同客户群,提供差异化业务和灵活计费方式,为网络运营商创造良好的经济效益奠定基础。本章首先介绍大唐移动通信设备有限公司 TD-SCDMA 移动通信系统网络解决方案,然后介绍 TDB
15、18AE 的产品特点。TD-SCDMA 系统的一个典型组网示意图,如图 1-1 所示 图 0-1 TD-SCDMA 系统组网示意图 一个完整的 TD-SCDMA 移动通信网络包括 UE、Node B、RNC、MSC、SGSN、VLR、HLR、计费中心、短消息中心、移动管理系统(OMC)、和各种传输设备等,这些设备共同承载 TD-SCDMA 的各种业务。8 实验一实验一 基站设备介绍实验基站设备介绍实验 内容提要内容提要 内容提要内容提要 本章介绍了基站的系统背景、系统在网络结构中的位置及功能、工作基本原理、系列化产品介绍、产品性能指标以及采用的关键技术等内容。培训目标培训目标 学习目标学习目标
16、 1通过本章学习,了解 Node B 系统的功能与特点;2了解 BBU 结构;3理解 Node B 外部借口。课后思考课后思考 课后思考课后思考 1不同制式中基站的特点 2基站设备的功能 提示 实验过程实验过程 整个 3G 系统由基站(Node B)、无线网络控制器(RNC)、核心网络系统(CN)和UE 四部分组成,如图 0-2 所示。9 RNS RNC RNS RNC CN Node B Node B Node B Node B Iu Iu Iur Iub Iub Iub Iub Uu UE OMC 图 0-2 TD-SCDMA 系统结构 在图 0-2 中,RNS 为无线网络子系统集,通过
17、Iu 接口与核心网相连。无线网络子系统RNS 包括无线网络控制器 RNC 和一个或多个 Node B。RNS 提供用户数据的传输、系统接入控制(接入控制、拥塞控制、系统信息广播)、无线信道的加扰解扰、移动性管理(切换、SRNS 重定位、寻呼、位置定位)和无线资源的管理及控制等功能。而 Node B 在 TD-SCDMA 系统中来看,主要是通过两个接口完成相关功能。1通过 Uu 接口完成物理层相关功能,主要包括:射频处理、信道编译码及复用解复用、扩频调制及解扩解调、测量及其上报、功率控制以及同步功能等;2通过 Iub 接口与 RNC 相联,上报 Node B 测量信息,转发由 RNC 提供的系统
18、信息广播,执行由 RNC 下发的接入控制、移动性管理、无线资源管理和控制命令 目前大规模使用的 Node B,采用将基带处理和射频处理分离的模式,由 BBU 和 RRU两部分组成。如图 0-3 所示,基带、传输和控制部分在 BBU 中,射频部分在 RRU 中,BBU和 RRU 之间通过光纤传输 IQ 数据和 OAM 数据。10 G PS接 接 接接 接 接接 接I ub接 接 接接 接 接接 接 接接 接 接 接接 接 接 接 接 接 接接 接 接 接 接 接接 接 接 接 接TR X接 接接 接 接 接 Iub接口接 接 接 接(BBU)接 接 接 接 接 接(R R U)图 0-3 Nod
19、e B 系统结构 其中,室内基带池 BBU 的主要功能包括:1.通过光纤接口(接口规范自定义)完成与 RRU 连接功能,完成对 RRU 控制和 RRU数据的处理功能,包括:信道编解码及复用解复用、扩频调制解调、测量及上报、功率控制以及同步时钟提供。2.通过 Iub 接口与 RNC 相联,主要包括:NBAP 信令处理(测量启动及上报、系统信息广播、小区管理、公共信道管理、无线链路管理、审计、资源状态上报、闭塞解闭)、FP 帧数据处理、ATM 传输管理。3.通过后台网管(OMCB/LMT)提供如下操作维护功能:配置管理、告警管理、性能管理、版本管理、前后台通讯管理、诊断管理。射频拉远单元 RRU
20、的主要功能包括:1.通过光纤和基带池(BBU)进行通讯,包括 I/Q 数据和操作维护消息。2.通过射频电缆和天线阵列相连,完成射频信号的收发。3.下行通道发信功能:将基带 I/Q 信号变换成射频信号,通过天线发射出去。4.上行通道收信功能:将天线接收的射频信号变换成基带 I/Q 信号,送给 BBU。5.支持多种不同规格的 RRU(R06,R04,R01),根据不同的应用场景可采用多种形式的扇区组网。6.支持智能天线的天线校准(R06,R04)。7.支持 RRU 的级联。宏蜂窝基站中 TD SCDMA 采取了智能天线技术,智能天线应用的最根本的特点是:每个扇区的天线数量(RF 通道数量)比较多,
21、典型的是 8 天线。如果采用业内典型的设计(我司产品 B30),一个小区的馈缆数量至少有 9 根,还有电源、控制电缆。这些对于工程的施工带来了很多困难。因此,从智能天线系统的可工程部署性上来讲,采取智能天线 RF 子系统 与基站之间的链接需要简化,最好能够采取光纤,使其工程施工/维护的难度与 2G 相当。11 另外一方面,如果将智能天线 RF 子系统统与基站基带子系统分开,就带来了天线的选址与机房选址的分离,将大大降低城市机房选择的难度,降低的基站部署的方便性。从上面分析可知,产品商用目前迫在眉睫的问题有如下两个:1.采取智能天线为核心的 TD SCDMA 可工程实施和维护的需要;不解决这个问
22、题,无法保证大规模商业部署的可行性。2.运营商建设站址建设的需要。不解决这个问题,无法保证能够快速部署,快速建网。基于上面两点,未来基于基带池构架,RRU 远置的 Node B 系统将是规模部署中最普遍应用的一个机型。本系统的上下文关系图如图 0-4 所示:图 0-4 ZXTR BBU 的上下文图 与本产品相关的外部系统及其接口的说明见表 0-1。表 0-1 外部接口说明 外部系统 外部系统功能概述 相关接口说明 RNC 主要完成无线资源管理和控制、移动性管理、连接控制和管理等功能。RNC 配置有 RNC操作维护设备,完成 RNC 参数配置。Iub 接口 OMC-B Node B 操作维护 I
23、ub 接口 RRU 通过光纤完成射频拉远的功能。逻辑上是本Node B 的一部分。未标准化,物理接口:光纤 Environment monitor 完成干节点的输入/输出 环境监控接口 GPS 天线 提供 GPS 信号的输入 未标准化,物理接口:同轴电缆 12 LMT 本地操作维护 未标准化,物理接口:以太网 Customer Equipment 完成透明通道的功能,帮助外部设备完成传输组网的功能。外部设备接口 Clock/Test Eqiupment 完成系统时钟的输入/输出 时钟输入/输出接口 Power 完成系统供电 电源接口 PE(protective earthing)完成系统接地保
24、护 保护地接口 实验报告实验报告 1.描述出基站在 3G 网络中的地位。2.说出 BBU 结构,处理单元。3.描述基站设备外部接口。附:基站及 RRU 实物图 BBU 图片 RRU 图片 13 实验实验二二 基站基站基带资源配置方案设置基带资源配置方案设置 内容提要内容提要 内容提要内容提要 本章介绍了基站的基带资源估算、基带资源分配方案及规划,并在实际过程中具有指导网络规划之意义。培训目标培训目标 学习目标学习目标 1通过本章学习,了解 Node B 基带资源估算的意义;2了解基带资源估算的方法;3理解基带资源估算与网络规划中的意义。课后思考课后思考 课后思课后思考考 1基带资源规划的目的是
25、什么。2基带资源与小区的相对应关系。提示 实验过程实验过程 背景知识背景知识 3G RAN 主设备 Node B(NB)系统架构如图所示 14 内部交换基带资源接入单元控制单元1PPS/TOD拉远单元基带资源拉远单元拉远单元 图 1:基站构架 各单元功能如表 1 所示。功能单元 主要功能 控制单元 NB 控制面,包括 NBAP、OM、本地资源控制等 接入单元 IUB 接口 基带单元 TD-SCDMA 物理层的符号级和码片级数字信号处理功能、以及完成 NBAP 基带控制子系统、IUB-FP、MAC-hs等功能 时钟单元 通过 GPS 解调空口同步时钟 交换与时钟分配单元 内部 IP 交换和机框时
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