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1、CONTENTS 5G基站p 5G基站的架构p 中兴BBU-AAU基站BBU单元p 中兴BBU-AAU基站AAU单元p 基站开通5G5G移动通信技术移动通信技术第十章 5G基站1.5G基站的架构10核桃AI10.1.1 5G基站逻辑架构核桃AI 5G基站处于UE和核心网之间，它通过空中接口Uu接受和处理UE的数据，通过NG接口将数据上行传送给核心网进一步处理，同时它也通过NG接口接收核心网传送的下行数据，并将这些数据通过Uu接口发送给UE，完成数据的整个传递和处理过程。5G基站逻辑架构核桃AI按照逻辑功能划分，5G基站可分为5G基带单元与5G射频单元，二者之间可通过CPRI或eCPRI接口连接
2、。5G基带单元：负责NR基带协议处理，包括整个用户面CP及控制面UP协议处理功能，并提供与核心网之间的回传接口（NG接口）以及基站间互连接口（Xn接口）。5G射频单元：主要完成NR基带信号与射频信号的转换及NR射频信号的收发处理功能，在下行方向，接收从5G基带单元传来的基带信号，经过DUC（Digital Up Converter，数字上变频）、DAC（Digital to Analog Converter,，数模转换）以及发射链路（TX）处理，包括射频调制、滤波、信号放大等，再经由开关、天线单元发射出去。在上行方向，5G射频单元通过天线单元接收上行射频信号，经过低噪放，滤波、解调等接收链路（
3、RX）处理后，再进行ADC（Analog-to-Digital Converter，模数转换）、DDC（Digital Down Converter，数字下变频），转换为基带信号并发送给5G基带单元。10.1.1 5G基站逻辑架构10.1.2 5G基站设备体系核桃AI1、5G基站设备分类5G基站可分为BBU-AAU、CU-DU-AAU、BBU-RRU-Antenna、CU-DU-RRU-Antenna、一体化gNB等不同的架构基站设备架构核桃AIBBU-AAU架构中：基带单元映射为单独的一个物理设备BBU，AAU集成了射频单元与天线单元，若采用eCPRI接口，AAU内部还包含部分物理层底层处理
4、功能。这种架构是目前5G基站的主要形态。CU-DU-AAU架构中：基带功能分布CU、DU两个物理设备上，两者共同构成5G基带单元，CU与DU间的F1接口为中传接口。这种架构的基站目前仍未成熟，但是却是未来5G基站的主要形态。BBU-RRU-Antenna架构中：RRU功能与AAU相同，区别在于RRU无内置天线单元，需要外接天线使用，这种架构的基站在3G、4G得到了广泛的应用，在5G也会在郊区、农村等低容量需求或室内覆盖场景得到应用。一体化gNB架构：集成了5G基带单元、射频单元以及天线单元，属于高集成度、紧凑型设备，可用于局部区域补盲或室内覆盖等特殊场景。10.1.2 5G基站设备体系核桃AI
5、2、5G基带单元的两种架构分析对于5G基带单元，存在两类不同的设备构架：CU/DU合设、CU/DU分离。CU/DU合设的5G BBU设备与3G/4G BBU类似，所有的基带处理功能都集成在单个机框或板卡内。对于机框式结构的BBU，整个BBU机框分为多个槽位，分别插入系统控制、基带处理、传输接口等不同功能的板卡，并可基于容量需求灵活配置不同板卡的组合；对于一体化板卡结构的BBU，所有信令面、用户面处理以及传输、电源管理功能均集成在单个板卡上，系统集成度更高。CU/DU分离架构的5G基带单元将传统的BBU切分成CU、DU两个物理实体，两者配合共同完成整个NR基带处理功能。-DU是分布式接入点，负责
6、完成部分底层基带协议处理功能；-CU是中央单元，负责处理高层协议功能并集中管理多个DU。10.1.2 5G基站设备体系 CU与DU之间的功能切分存在多种选项，有8种候选方案，即Option1Option8，如图，不同方案下CU、DU分别支持不同的协议功能。目前，标准化工作主要集中在Option2，即CU主要完成RRC/PDCP层基带处理功能，DU完成RLC及底层基地协议功能。CU与DU切分方案10.1.2 5G基站设备体系3、5G射频单元的两种架构分析5G AUU存在两类不同架构的设备：基于CPRI接口的AAU与基于eCPRI接口的AAU。CPRI接口CPRI接口普遍应用于3G/4G基站，是一
7、个标准的基带-射频接口协议。基于CPRI接口的AAU功能相对简单，只完成射频处理功能，所有的基带功能都在基带单元完成，基站软件特性的修改不影响射频单元。CPRI接口传递的是时域IQ信号，接口带宽与载波带宽、收发通道数相同。10.1.2 5G基站设备体系eCPRI接口把在物理高层往上的数据交给BBU处理，物理高层下面的数据交给RRU的DU部分去处理。采用eCPRI接口后，AAU的协议栈多了物理低层。eCPRI接口的应用使BBU和AAU之间的数据量减少，比如，在100MHz载波带宽、64T64R的情况下采用 eCPRI接口可将前传带宽降低至25G，光模块成本相应下降。与CPRI接口相比，基于eCP
8、RI接口的AAU除了完成射频处理功能外，还增加了部分基带物理层功能，需增加基带处理芯片，硬件实现更加复杂，设备功耗也会增加。此外，在协议后向演进时，不仅需要对基带单元进行升级，还需要改动射频单元，设备维护的难度将会增加。10.1.2 5G基站设备体系5G基站2.中兴BBU-AAU基站BBU单元10核桃AI 由于目前CU-DU架构的5G基站仍然不成熟，而BBU-RRU-Antenna架构的基站在LTE里已经广泛被应用，所以本节我们主要介绍目前应用最为广泛的中兴的BBU-AAU架构的基站。ZXRAN V9200是中兴通讯研发的先进的5G基带处理单元，可以置于中兴通讯多款室内型或室外型基站内，或者与
9、射频拉远单元RRU连接组成分布式基站，主要负责基带信号处理。10.2.1 产品特性1、支持多模平滑演进ZXRAN V9200同时支持多种无线接入技术，包括GSM、UMTS、LTE、Pre5G和5G等，只需要更换相应的单板和软件配置就可以支持从GSM/UMTS/LTE到Pre5G/5G的平滑演进。2、大容量ZXRAN V9200单机架支持90个2T2R/2T4R/4T4R/8T8R 20MHz小区或15个Massive MIMO小区，大幅提升频谱利用效率，易于实现网络分阶段部署。当用户数目日益增长，ZXRAN V9200可通过增加单板扩容支持更多的用户。3、环境适应性强ZXRAN V9200体积
10、小，19英寸宽度、2U高度、18公斤（满配）的重量和即插即用的设计对狭小的空间适应更好。安装灵活，可独立安装，也可挂墙、抱杆安装或者安装在19英寸的机架内，降低对机房的要求，提高与其他设备的共站率。4、全IP架构，灵活组网ZXRAN V9200采用IP交换模式，提供100GE、25GE、10GE、GE、FE接口，满足运营商不同网络环境下和不同传输方式的需要，支持RRU星型和链型组网。10.2.2 产品功能ZXRAN V9200的功能包括：支持GSM/UMTS/LTE/Pre5G/5G 基站基带处理功能；支持通用计算和平滑演进到SDN和NFV功能；支持EMS网络管理，包括配置管理、故障管理、性能
11、管理、版本管理、通信管理和安全管理；支持-48V直流供电；支持环境监控、告警；支持本地和远程操作和维护；支持内置GNSS（Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统）接收机、IEEE1588V2（IEEE1588Precision Clock Synchronization Protocol，网络化测量和控制系统的精确时钟同步协议）、1PPS+TOD（1 Pulse per Second+Time of Day，秒脉冲+日时间）、SyncE（Synchronous Ethernet，同步以太网时钟）、外置GNSS接收机和RRU GNSS时钟回传等多种
12、时钟同步方式。10.2.3 操作维护如果要对BBU进行数据配置、修改或者处理故障，可以通过以下两种方式进行：1、远端维护远端维护是使用网管系统通过IP网络与ZXRAN V9200远端连接，对其进行操作。维护的方式如图所示。2、本地维护本地维护是由PC机通过以太网线与ZXRAN V9200直接物理相连，如图所示。10.2.4 组网维护ZXRAN V9200支持和RRU/AAU之间星型/链型组网，两者之间通过光纤连接。1、星型组网如图所示，每个RRU/AAU点对点连接到ZXRAN V9200。此种组网方式的可靠性较高，但会占用较多的传输资源，适合于用户比较稠密的地区。2、链型组网如图所示，多个RR
13、U/AAU连成一条链后再接入ZXRAN V9200。此种方式占用的 传输资源少，但可靠性不如星型组网，适合于呈带状分布、用户密度较小的地区。10.2.5 硬件结构ZXRAN V9200设备实图如下图所示，图中的阿拉伯数字代表槽位号，它的尺寸为88.4 mm445 mm370 mm，在满配情况下，重量为18kg。槽位号槽位号可插可插单板板单板名称板名称1VSWc2虚拟化交换板2VSW/VBPc5虚拟化交换板/5G基带处理板3/4/6/7/8VBPc5/VGCc15G基带处理板/虚拟化通用计算板5VPD虚拟化电源分配板13VPD/VEMc1虚拟化电源分配板/虚拟化环境监控板14VF风扇模块ZXRA
14、N V9200可以安装各种不同的单板，单板槽位配置如表：1、VSWc2单板1）功能VSWc2是虚拟化交换板，主要实现基带单元的控制管理、以太网交换、传输接口处理、系统时钟的恢复和分发及空口高层协议的处理。2）前面板图2、VBPc51）功能VBPc5单板是5G基带处理板，用来处理5G协议栈，它的功能包括：实现物理层处理，提供上行/下行的I/Q 信号，实现MAC、RLC 和PDCP协议。2）前面板图10.2.5 硬件结构3、VGCc11）功能VGCc1单板是虚拟化通用计算板，可用作移动边缘计算、应用服务器、缓存中心等。2）前面板图4、VEMc11）功能VEMc1单板是虚拟化环境监控板，它支持12路
15、干接点，4路双向，8路输入；支持1路全双工或半双工RS485监控接口；支持1路RS232监控接口。2）前面板图5、VPDc1VPDc1单板是虚拟化电源分配板，实现-48V直流输入电源的防护、滤波、防反接，额定电流50A，输出-48V，支持主备功能。支持欠压告警，支持电压和电流监控，支持温度监控。6、VFC1VFC1是风扇模块，功能是系统温度的检测控制，风扇状态监测、控制与上报。核桃AI5G基站3.中兴BBU-AAU基站AAU单元10 ZXSDR A9815一体化基站是集成射频处理模块和天线的一体化形态的AAU设备，与BBU一起构成5G NR基站。ZXSDR A9815外型ZXSDR A9815
16、通过Uu接口与UE进行通信，在5G系统中的位置如图所示:ZXSDR A9815设备如下图：ZXSDR A9816在5G网络中的位置10.3.1 产品特性1、支持多模平滑演进ZXSDR A9815基于中兴通讯无线接入网（RAN）平台研发，保护运营商投资，支持平滑演进。分布式BBU-AAU基站同时支持C-RAN和D-RAN。2、大容量ZXSDR A9815采用Massive MIMO技术，可以并行传输多个独立的数据流。ZXSDR A9815结合先进的调度算法、3D-MIMO波束成形和多流空分复用关键技术，可以大大提高传统宏RRU的小区容量。ZXSDR A9815支持200 MHz/400 MHz
17、5G NR载波。3紧凑设计，便于部署ZXSDR A9815具备紧凑的设计，集成的射频处理，以及4T4R收发器和512个天线振子。尺寸为485 mm300 mm140mm（HWD），重量为18 kg，可以安装在抱杆或墙上。4灵活的部署方案ZXSDR A9815可以部署在扇区覆盖热点、高层建筑覆盖等多种场景下，根据不同场景可以配置不同的广播权重，分担不同的话务负荷。10.3.2 产品功能ZXSDR A9815支持以下功能:无线空口技术：5G NR；信道带宽：200 MHz/400 MHz；工作频段：S26：24.75 GHz27.5 GHz；占用带宽：2400 MHz；通道数：4T4R；射频模块和
18、天线集成在AAU中；不同的帧配置；射频通道校准；时钟同步；225 Gbps的eCPRI接口；电源：支持-48 V直流电，支持220 V交流电（可配外接AC/DC转换器）；安装方式：抱杆安装和挂墙安装；支持本地网管系统LMT。10.3.3 操作维护ZXSDR A9815的操作维护方式包括远端操作维护和本地操作维护。1、远端操作维护远端操作维护是由无线网元管理系统NetNumen U31通过传输网络连接远端的ZXSDR A9815，对其进行数据配置、数据修改和故障排除操作等，如图所示：2、本地操作维护本地操作维护由PC机通过以太网线与ZXSDR A9815直接物理相连，对其进行数据配置、数据修改和
19、故障排查等，如图所示。这种维护会使用LMT软件工具，应用场合主要有：工程人员现场开站调试、传输断链情况下的上站和涉及工程问题的上站操作。10.3.4 硬件结构ZXSDR A9815由中频、射频、天线、滤波器和电源模块组成。1、天线 包括：512个天线端口；4通道校准耦合网络；EIRP=62 dBm。2、滤波器与每个收发通道相对应，具备必要的杂散发射抑制功能以符合基站射频指标。3、中频和射频 包括：4T4R收发器射频通道；IBW：800 MHz；OBW：2400 MHz；射频小信号处理，功率放大器和低噪声放大，输出功率管理；模块温度监测。4、电源模块给整个AAU供电；具备电源控制，电源告警，功耗
20、报告功能；内置防雷模块。5、结构模块能够进行AAU内部组件的屏蔽；促进散热；确保前置天线罩在正常电磁波辐射范围之内。10.3.5 外部接口ZXSDR A9815的接口分布在底部和侧面维护窗。标注序号注序号接口接口标识接口接口说明明1PWR-48V直流电源输入接口2GND保护地接口2、维护窗接口ZXSDR A9815维护窗接口位于侧面，包括光纤接口和调试接口，如图所示：1、底部接口标注序号注序号接口接口标识接口接口说明明1LMT调试网口2OPT125G光信号接口，为ZXSDR A9815和BBU系统之间的光信号提供物理传输3OPT225G光信号接口，为ZXSDR A9815和BBU系统之间的光信
21、号提供物理传输4OPT3100G光信号接口，为ZXSDR A9815和BBU系统之间的光信号提供物理传输5G基站4.基站开通10 中兴5G基站开通有多种方法，主要包括WebLMT（Web Local Maintenance Terminal，基于浏览器的本地维护终端）开通、PnP（Plug and Play，即插即用）开通、镜像烧录三种方式，本教材主要对WebLMT方式进行介绍。WebLMT软件工具是中兴通讯开发的针对中兴基站的本地化数据配置和管理工具，它采用了B/S（(Brower/Server,浏览器/服务器）架构，通过浏览器即可方便的登录基站进行操作。采用WebLMT方式开通基站，还要使
22、用中兴UME（Unified Management of Equipment，统一网络管理系统）和REM（Radio Equipment Management，无线设备管理单元）。10.4.1 WebLMT基站开通流程10.4.2 5G基站开通准备WebLMT开通基站，需要进行如下准备：调试电脑上准备LMT开站包、5G产品pkg（中兴的版本文件格式）版本包。调试电脑安装SFTP服务器调试电脑安装chrome浏览器。调试电脑配置IP：综合考虑需要进行V9200近端调试以及4/5G CPE的调试，因此，需要在调试电脑网卡中添加两个IP地址，特别注意的是，子网掩码要配置为255.255.0.0，不能
23、配置为255.255.255.0。-4G CPE：192.254.1.13，子网掩码：255.255.0.0 -5G CPE：192.252.1.13，子网掩码：255.255.0.0调试电脑用网线直连V9200的Debug（调测）口。关闭调试电脑的防火墙、杀毒软件、VPN代理等。10.4.3 UME端操作 1、开站版本入库 -版本入库是将基站版本从本地客户端通过网络上传到UME服务器。登录UME网管，选择SPU APP（网元开通升级应用），进入SPU界面，点击菜单【版本管理】-【版本仓库】，即进入版本仓库管理界面。先确认已入库版本是否包含所需的版本包，如没有则执行【上传】，选中5G版本存放的
24、本地目录，将5G产品tar包进行入库。2、导出规划模板从数据制作界面点击【导出模板】，就可以导出一个5G站点开通的空规划模板。导出的默认路径是系统自带的“下载”文件夹下。3、填写规划数据打开导出的规划模板，这是一个EXCEL文件，按照5G规划数据进行填写，填写的数据主要有：PLMN、OMC服务器地址、SNTP（Simple Network Time Protocol，简单网络时钟协议）服务器IP地址、子网ID、网元ID、基站名称、基站IP地址、网关IP地址、VLAN ID（Virtual Local Area Network，虚拟局域网）号、单板位置、频率、带宽等参数，在此不做详细描述。4、导
25、入规划数据从数据制作界面点击【导入数据】，选择要导入的规划数据文件，确保导入状态为“完成”，如果提示失败，可以根据错误提示修改这些网元规划模板数据，然后重新导入。5、导出WebLMT开站包在数据制作界面点击数据制作【任务名称】，如示例中的“研2-521-SA.xlsm”，可以进入查看网元数据制作的状态。进入【数据制作任务】后，选择待开通的基站，点击【导出WebLMT开站包】，如图1-26，会弹出【选择目标版本】子窗口，选择目标tar包。点击【确定】后，可将WebLMT开站包下载到本地，导出的开站包文件为“ITBBU_nedata_时间戳”的zip压缩包。将该压缩包进行解压，解压后文件名称为“n
26、e+网元ID”，里面有2个文件。开站时需要的文件即为“ne+网元ID”这个文件夹。6、REM中创建网元节点对于WebLMT基站开站需要在UME手动创建网元节点，在REM里面手动进行网元添加。根据规划数据填写：网元类型：代表基站类型，这里填写ITBBU（下一代IT基带单元）；网元ID：标识基站的序号，根据规划数据填写；子网ID：标识管理若干个基站的子网的序号，根据规划填写；模型类型：标识基站的设备形态，这里填写CUDU，代表CUDU一体化；接入IP地址：标识基站IP地址，指的是基站的OMC管理地址；接入端口：标识基站使用的传输侧VLAN ID号。10.4.4 基站端操作流程1、登陆基站打开chr
27、ome浏览器，在地址栏输入：https:/192.254.1.16 回车，打开WebLMT，输入用户名和密码，用户名密码在开站时进行配置，如图所示。浏览器要求使用chrome，不支持其他浏览器。地址通讯协议是https（Hypertext Transfer Protocol Secure，超文本传输安全协议），不支持http（Hypertext Transfer Protocol，超文本传输安全协议），同时关闭浏览器的代理。单击“登录”按钮或回车，进入WebLMT主页面，如图所示。目前有4个功能模块：近端开站、基站维护、工具箱、帮助。近端开站：在WebLMT登录界面进入。基站维护、工具箱、帮助
28、：登录后展示在页面上方。2、启动SFTP服务器SFTP（Secure File Transfer Protocol，安全文件传输协议）用户文件传输，并能保证安全性。【基站开站】菜单，选择提示“请预先部署SFTP服务”后的【点击下载】，可下载SFTP服务器文件的压缩包到本地，如图所示。器IP、端口、用户名、密码、服务器根目录呈现在右侧信息展示区。默认服务器IP为调试机所有IP，端口为22，用户名zte，密码zte，根路径为解压后文件夹的data目录下（data目录在首次执行Rebex Tiny SFTP Server.exe时自动创建）。日志可以根据需要选择LOG level。解压下载的SFTP
29、服务器压缩包，执行Rebex Tiny SFTP Server.exe，直接点击“Start”即可启动本机为SFTP服务器。SFTP服务器关键信息如服务点击“Start”按键，执行Start命令，启动SFTP服务器，如图所示。3、开站包及版本包存放开站包“ne+网元ID”和“产品pkg版本包”必须保存在SFTP服务器解压后文件夹的data目录下，如下图所示。4、基站开站数据填写在前面登录的WebLMT界面，在基站开站界面填写系列数据，如图所示。IP地址：该IP地址为调试机IP地址；子网掩码必须是：255.255.0.0；端口：修改为和SFTP服务端设置一致，SFTP服务器默认端口为22，因此此
30、处端口设置为22；用户名/密码：保持和SFTP服务端设置一致，SFTP服务器默认账户为zte/zte；网元ID：填写规划的网元ID；开通规则文件：格式默认为：ne网元ID/setup_rule.xml，填写网元ID后自动生效；一般初始情况下基站和网管没建链，“类型”选择非强制；如果基站已经和网管建链，“类型”选择“非强制”方式开站时会提示“已建链不需要PnP开站”，因此，需要选择“强制”选项。5、开站完成在基站开站界面，所有信息填写后，点击【开站】，界面下方会显示开站过程中的状态、当前步骤、进度，直至显示开站完成，如图所示。6、小区状态确认进入【MO诊断】（MO，Managed Object，
31、管理对象），进行【小区状态查询】，查看管理状态是否为“解闭塞”，运行状态是否为“正常”，运行状态的详细信息是否为“小区正常”，如图所示。也可以在UME网管，【UME】-【RANCM】-【MO编辑器】-【DU小区配置】查询上进行“小区状态”查询。具体如下图所示。如果运行状态正常，说明5G基站已经开通完成，如果为不正常，需要检查数据并进行修改。小结 本章主要介绍了5G基站的逻辑架构和设备体系，逻辑上5G基站分为基带单元和射频单元，设备上5G基站可分为BBU-AAU、CU-DU-AAU、BBU-RRU-Antenna、CU-DU-RRU-Antenna、一体化gNB等不同的架构。本章主要介绍的是BBU-AAU的架构。在5G基站架构的基础上，本章以中兴通讯ZXRAN V9200和ZXSDR9815为例，详细介绍了它们的产品特性、产品功能、操作维护和硬件单板和接口。ZXRAN是BBU单元，ZXSDR9815是AAU单元，它们可以通过星型组网或者链型组网，组成BBU-AAU的形态的5G基站，并且可以通过本地或者远端灵活管理和维护。WebLMT是中兴5G基站本地开通和维护的工具，UME是中兴的统一无线网管，利用它们可以开通5G基站，进行配置数据、修改数据、告警查询、排查和处理故障等操作。感 谢谢谢，精品课件资料搜集感感 谢谢谢谢，精品课件资料搜集