Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế đầu cuối vô tuyến đa băng cho 3g UMTS node b và cấu hình RRU
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG THIẾT KẾ ĐẦU CUỐI VÔ TUYẾN ĐA BĂNG CHO 3G UMTS Node B VÀ CẤU HÌNH RRU Giảng viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Viết Minh Khoa: Viễn thông Học kỳ: 2/2014-2015 Nhóm ts NỘI DUNG CHÍNH I Tổng quan đầu cuối vô tuyến đa băng 3G UMTS II Kiến trúc tổng quát đầu cuối vô tuyến đa băng 3G UMTS III Cấu hình RRU IV Tổng kết NHÓM 6-D11VT5 I Tổng quan đầu cuối vô tuyến - Hiện đầu thu phát vô tuyến 3G WCDMA BTS thiết kế để phục vụ đồng thời sóng mang băng tần - Hướng tới thiết kế BTS làm việc nhiều băng tần WCDMA băng tần công nghệ truy nhập vô tuyến khác - Đầu thu phát vô tuyến đa băng MBFE đáp ứng yêu cầu NHÓM 6-D11VT5 I Tổng quan đầu cuối vô tuyến Một số tiêu chí cho giải pháp đa chuẩn, đa băng Đa băng, đơn chuẩn: - 1.8/2.1/2.6 GHz: WCDMA UMTS - 2.5/3.5 : Wimax/IEEE 802.16e Đa chuẩn tần số : - 2.1GHz : WCDMA UMTS, HSPA, LTE Đa chuẩn, đa băng : - 1.8/2.1/2.6 GHz : WCDMA UMTS, HSPA, LTE - 1.8/2.1/2.6/3.6 GHz :WCDMA UMTS, HSPA, LTE, WiMax NHÓM 6-D11VT5 II.Kiến trúc tổng quát đầu cuối vô tuyến đa băng 3G UMTS Node B 2.1.Kiến trúc tổng quát đầu phát thu vô tuyến đa băng (MBFE) _Sơ đồ kiến trúc: Hình 2.1: kiến trúc tổng quát MBFE NHÓM 6-D11VT5 II.Kiến trúc tổng quát đầu cuối vô tuyến đa băng 3G UMTS Node B 2.1.Kiến trúc tổng quát đầu phát thu vô tuyến đa băng (MBFE) Bộ khuếch đại công suất (cho băng tần chọn) phải làm việc dải bang từ 1800 MHz đến 2700 MHz Thiết bị ACE chọn băng cần thiết cách ly phần Tx với Rx Bộ LNA thực tiền khuếch đại tín hiệu thu Toàn hoạt đọng MBFE điều khiển module điều khiển NHÓM 6-D11VT5 II.Kiến trúc tổng quát đầu cuối vô tuyến đa băng 3G UMTS Node B 2.2.Kiến trúc biến đổi trực tiếp Hình 2.2: Thực biến đổi trực tiếp đầu phát NHÓM 6-D11VT5 II.Kiến trúc tổng quát đầu cuối vô tuyến đa băng 3G UMTS Node B 2.2.Kiến trúc biến đổi trực tiếp Trong kiến trúc đầu phát cấu hình cho chế độ hoạt động: IF không hay IF thấp phụ thuộc tần số NCO đầu số Khi NCO đặt băng (chế độ IF không), sóng mang đặt xung quanh không băng tần xử lý sóng mang Sau biến đổi (trộn) vào tần số vô tuyến băng tần vô tuyến (RF), sóng mang thể đối xứng xung quanh tập tần số dao động nội phần đầu phát tương tự NHÓM 6-D11VT5 II.Kiến trúc tổng quát đầu cuối vô tuyến đa băng 3G UMTS Node B 2.2.Kiến trúc biến đổi trực tiếp Hình 2.3: Thực biến đổi trực tiếp đầu thu Ở phía đầu thu lập lại cấu hình đầu phát để thu tín hiệu mong muốn NHÓM 6-D11VT5 II.Kiến trúc tổng quát đầu cuối vô tuyến đa băng 3G UMTS Node B 2.2.Kiến trúc biến đổi trực tiếp Hình 2.4: Phổ biến đổi nâng tần trực tiếp: a) từ IF không/ b) từ IF thấp NHÓM 6-D11VT5 2.3.Kiến trúc biến đổi qua trung tần _IF số mở rộng phạm vi xử lí số miền băng gốc đến anten _Tăng thêm tính linh hoạt hệ thống _biến đổi tần số cung cấp tính linh hoạt cao hiệu lớn (xét khía cạnh suy hao độ chọn lọc) so với tương tự _Để cải thiện hiệu suất khuếch đại kỹ thuật làm méo trước DPD (Digital Predistortion) thực miền số NHÓM 6-D11VT5 NHÓM 6-D11VT5 II Kiến trúc tổng quát đầu cuối vô tuyến đa băng 2.4 Một số vấn đề thiết kế đầu cuối đa băng Đối với máy phát - NHÓM 6-D11VT5 Bộ khuếch đại công suất đa sóng mang MCPA (Multicarrier Power Amplifier) cần có độ tuyến tính cao để tránh méo điều chế giao thoa Khó khăn việc chế tạo II Kiến trúc tổng quát đầu cuối vô tuyến đa băng 2.4 Một số vấn đề thiết kế đầu cuối đa băng Đối với máy thu - Tiền lọc chọn kênh vô tuyến khó khăn - Bộ tổng hợp kênh phải điều chỉnh đến dải tần rộng so với máy thu đơn băng - Bộ ghép song công thiết bị thu phát phải có khả làm việc tần số khác NHÓM 6-D11VT5 II Kiến trúc tổng quát đầu cuối vô tuyến đa băng 2.4 Một số vấn đề thiết kế đầu cuối đa băng Khi loại bỏ phần tử không linh hoạt lại phát sinh vấn đề: Mất khả loại bỏ tần số ảnh Tất tín hiệu băng thông anten tác động tiêu cực đến LNA Không có ghép song công, toàn công suất tín hiệu đầu máy phát tác động lên đầu vào máy thu III.CẤU HÌNH RRU - Trạm gốc UMTS (nodeB) theo kiểu kiến trúc DBS bao gồm đơn vị băng gốc (BBU) nhiều đơn vị vô tuyến xa (RRU) nối đến sợi quang đơn mode - Giảm kể công suất tiêu thụ BTS - Tăng cự ly thông tin - Cho phép đơn giản giảm đáng kể giá thành triển khai mạng WCDMA/HSPA UMTS III.CẤU HÌNH RRU Hình 3.1: Phương án BTS : (a) thông thường; (b) phân bố III.CẤU HÌNH RRU - RRU - Remote Radio Frequency Unit : đơn vị vô tuyến đặt xa coi phần tử phát thu tín hiệu vô tuyến - Cấu hình mạng RRU có dạng: sao, chuỗi, cây, xuyến lai ghép thể hình 3.2 Có hai mức nối tầng cho cấu hình là: Khi sử dụng môđule quang 1,25GHz, mức nối tầng ≤4 Khi sử dụng môđule quang 2,5 GHz, mức nối tầng ≤8 III.CẤU HÌNH RRU Hình 3.2:Các cấu hình mạng RRU mạng DBS III.CẤU HÌNH RRU Xét cấu hình RRU BTS Huawei DBS3900 Phần vô tuyến đặt xa DBS3900 bao gồm RRU kêt hợp thêm TMA để tăng độ nhạy thu TMA thực môđule SRXU (Slim Receive Unit: Đơn vị thu mỏng) Hình 3.3Cấu trúc phần vô tuyến đặt xa kết hợp RRU SRXU III.CẤU HÌNH RRU • Các đặc tính SRXU (TMA) khuếch đại tín hiệu thu 12dB 24dB Công suất RRU tối đa 60W RRU làm việc tối đa với sóng mang công suất chia cho sóng mang Độ nhạy thu anten đơn không sử dụng SRXU -125,5dBm đốí với anten -128,5dBm anten kép (nhờ độ lợi phân tập thu 3dB) Hỗ trợ điều chỉnh độ nghiêng anten điện từ xa (RET) thông qua giao diện ASIG Phát thông báo sóng đứng Thống kê thông báo RTWP (Received Total Wideband Power: tổng công suất thu băng rộng – phản ảnh tổng mức tạp âm băng tần UMTS ô) Kích thước (HxWxD)của RRU3804: 520x280x155(mm) Trọng lượng: ≤16kg III.CẤU HÌNH RRU • Cấu hình RRU RRU chia thành hai loại: RRU3801E, công suất 40W hỗ trợ sóng mang RRU3804, công suất 60W hỗ trợ sóng mang Lựa chọn kiểu RRU cho phép làm việc dải tần số khác Bảng 3.3 cho thấy cấu hình RRU III.CẤU HÌNH RRU Kiểu RRU Băng tần Băng thu Băng phát (MHz) (MHz) Số lượng sóng mang RRU3804 UMTS210 1920-1980 2110-2170 RRU3801 E UMTS210 1920-1980 2110-2170 RRU3804 UMTS190 1850-1910 1930-1990 RRU3801 E UMTS190 1850-1910 1930-1990 RRU3804 UMTS1,7/ 2,1G 1710-1755 2110-2155 RRU3804 UMTS850 824-849 869-894 RRU3801 E UMTS850 824-849 869-894 RRU3801 C UMTS180 1710-1785 1805-1880 RRU3801 C UMTS900 880-915 925-960 Bảng 3.1: Các cấu hình IV TỔNG KẾT - Kiến trúc tổng quát đầu cuối thu phát vô tuyến đa băng 3G UMTS Node B - Kiến trúc máy thu đa băng trực tiếp - Kiến trúc máy thu đa băng biến đổi qua trung tần (IF) - Một số vấn đề thiết kế máy đầu cuối đa băng - Cấu hình RRU NHÓM 6-D11VT5 [...]... (HxWxD)của RRU3 804: 520x280x155(mm) Trọng lượng: ≤16kg III.CẤU HÌNH RRU • Cấu hình RRU RRU được chia thành hai loại: RRU3 801E, công suất ra 40W và hỗ trợ 2 sóng mang RRU3 804, công suất ra 60W và hỗ trợ 4 sóng mang Lựa chọn kiểu RRU cho < /b> phép làm việc tại các dải tần số khác nhau B ng 3.3 cho < /b> thấy cấu hình của RRU III.CẤU HÌNH RRU Kiểu RRU B ng < /b> tần B ng < /b> thu B ng < /b> phát (MHz) (MHz) Số lượng sóng mang RRU3 804... tổng quát của đầu < /b> cuối < /b> vô < /b> tuyến < /b> đa < /b> b ng < /b> 2.4 Một số vấn đề khi thiết < /b> kế < /b> đầu < /b> cuối < /b> đa < /b> b ng < /b> Đối với máy thu - Tiền lọc chọn kênh vô < /b> tuyến < /b> rất khó khăn - B tổng hợp kênh phải điều chỉnh đến một dải tần rộng hơn so với máy thu đơn b ng < /b> - B ghép song công trong một thiết < /b> b thu phát phải có khả năng làm việc tại các tần số khác nhau NHÓM 6-D11VT5 II Kiến trúc tổng quát của đầu < /b> cuối < /b> vô < /b> tuyến < /b> đa < /b> b ng < /b> 2.4 Một... và thu các tín hiệu vô < /b> tuyến < /b> - Cấu hình mạng RRU có các dạng: sao, chuỗi, cây, xuyến và lai ghép như thể hiện trên hình 3.2 Có hai mức nối tầng cho < /b> cấu hình sao và cây có thể là: Khi sử dụng môđule quang 1,25GHz, mức nối tầng ≤4 Khi sử dụng môđule quang 2,5 GHz, mức nối tầng ≤8 III.CẤU HÌNH RRU Hình 3.2:Các cấu hình mạng của RRU trong mạng DBS III.CẤU HÌNH RRU Xét cấu hình RRU của BTS Huawei DBS3900... RRU3 801 C UMTS9< /b> 00 880-915 925-960 2 B ng 3.1: Các cấu hình IV TỔNG KẾT - Kiến trúc tổng quát của đầu < /b> cuối < /b> thu phát vô < /b> tuyến < /b> đa < /b> b ng < /b> 3G < /b> UMTS < /b> Node < /b> B - Kiến trúc của máy thu đa < /b> b ng < /b> trực tiếp - Kiến trúc của máy thu đa < /b> b ng < /b> biến đổi qua trung tần (IF) - Một số vấn đề khi thiết < /b> kế < /b> máy đầu < /b> cuối < /b> đa < /b> b ng < /b> - Cấu hình RRU NHÓM 6-D11VT5 ... gồm một đơn vị b ng < /b> gốc (BBU) và nhiều đơn vị vô < /b> tuyến < /b> ở xa (RRU) nối đến nó b ng sợi quang đơn mode - Giảm đang kể công suất tiêu thụ BTS - Tăng cự ly thông tin - Cho < /b> phép đơn giản và giảm đáng kể giá thành triển khai mạng WCDMA/HSPA UMTS < /b> III.CẤU HÌNH RRU Hình 3.1: Phương án BTS : (a) thông thường; (b) phân b III.CẤU HÌNH RRU - RRU - Remote Radio Frequency Unit : là các đơn vị vô < /b> tuyến < /b> đặt ở xa được... vấn đề khi thiết < /b> kế < /b> đầu < /b> cuối < /b> đa < /b> b ng < /b> Khi loại b các phần tử không linh hoạt lại phát sinh các vấn đề: 1 Mất khả năng loại b tần số ảnh 2 Tất cả các tín hiệu trong b ng < /b> thông của anten sẽ tác động tiêu cực đến b LNA 3 Không có b ghép song công, toàn b công suất của các tín hiệu đầu < /b> ra máy phát sẽ tác động lên đầu < /b> vào máy thu III.CẤU HÌNH RRU - Trạm gốc UMTS < /b> (nodeB) theo kiểu kiến trúc DBS bao gồm... DBS3900 Phần vô < /b> tuyến < /b> đặt xa của DBS3900 bao gồm RRU và có thể kêt hợp thêm TMA để tăng độ nhạy thu TMA được thực hiện trên môđule SRXU (Slim Receive Unit: Đơn vị thu mỏng) Hình 3. 3Cấu trúc phần vô < /b> tuyến < /b> đặt xa kết hợp giữa RRU và SRXU III.CẤU HÌNH RRU • Các đặc tính chính SRXU (TMA) có thể khuếch đại tín hiệu thu 12dB hoặc 24dB Công suất ra của RRU tối đa < /b> là 60W RRU có thể làm việc tối đa < /b> với 4 sóng... mang RRU3 804 UMTS2< /b> 10 0 1920-1980 2110-2170 4 RRU3 801 E UMTS2< /b> 10 0 1920-1980 2110-2170 2 RRU3 804 UMTS1< /b> 90 0 1850-1910 1930-1990 4 RRU3 801 E UMTS1< /b> 90 0 1850-1910 1930-1990 2 RRU3 804 UMTS1< /b> ,7/ 2,1G 1710-1755 2110-2155 4 RRU3 804 UMTS8< /b> 50 824-849 869-894 4 RRU3 801 E UMTS8< /b> 50 824-849 869-894 2 RRU3 801 C UMTS1< /b> 80 0 1710-1785 1805-1880 2 RRU3 801 C UMTS9< /b> 00 880-915 925-960 2 B ng 3.1: Các cấu hình IV TỔNG KẾT - Kiến...II.Kiến trúc tổng quát của đầu < /b> cuối < /b> vô < /b> tuyến < /b> đa < /b> b ng < /b> 3G < /b> UMTS < /b> Node < /b> B 2.3.Kiến trúc biến đổi qua trung tần IF _Sơ đồ của kiến trúc: NHÓM 6-D11VT5 Hình 2.5 : sơ đồ máy thu biến đổi qua trung tần 2.3.Kiến trúc biến đổi qua trung tần _IF số mở rộng phạm vi xử lí số ra ngoài miền b ng < /b> gốc đến anten _Tăng thêm tính linh hoạt của hệ thống _biến đổi tần số cung cấp tính linh hoạt cao hơn và hiệu năng lớn hơn (xét... hao và độ chọn lọc) so với tương tự _Để cải thiện hiệu suất b khuếch đại kỹ thuật làm méo trước DPD (Digital Predistortion) được thực hiện trong miền số NHÓM 6-D11VT5 NHÓM 6-D11VT5 II Kiến trúc tổng quát của đầu < /b> cuối < /b> vô < /b> tuyến < /b> đa < /b> b ng < /b> 2.4 Một số vấn đề khi thiết < /b> kế < /b> đầu < /b> cuối < /b> đa < /b> b ng < /b> Đối với máy phát - NHÓM 6-D11VT5 B khuếch đại công suất đa < /b> sóng mang MCPA (Multicarrier Power Amplifier) cần có độ tuyến