北邮移动通信大唐实习实验报告手册

移动通信大唐实习实验报告手册课程实验说明：本实验是移动通信课程实验，为了使学生对移动通信系统的硬件框架、设备操作、业务建立等有初步了解，将在三个方面进行本实验。•硬件移动通信设备的认知；•移动通信设备的操作；•移动通信业务的建立与信令流程。由于时间限制，观察和操作先由实验教师指导完成，然后每组学生依据具体情况可自行重复实验内容。•实验目的•移动通信设备的认知•了解机柜结构•了解移动通信设备组成和机框结构•了解移动通信设备各单元的功能及连接方式•网管操作和OMT创建小区•了解OMC系统的基本功能和操作•掌握OMT如何创建小区•移动通信业务的建立与信令流程•了解TD-SCDMA系统的网络结构•掌握基本业务测试环境的搭建•掌握CS业务与普通PS业务信令流程，体验视频通话•实验设备TD-SCDMA移动通信设备一套•实验原理•移动通信设备认知1.1RNC设备认知TDR3000设备机框外形结构如图31-1和图31-2所示。•机框主要功能如下：•支持14个板位，作为19〞机框通用背板使用。•满足PICMG3.0、PICMG3.1规范。•实现机框内以太交换双星型物理连接拓扑。•对各前插板提供板位编号（HA0~7）。•对各前插板提供Fabric、Base、CLK、Update数据通路。•提供对所有FRU单元的IPMB总线通路。•提供-48V冗余供电通路。ATCA机框的UPDATECHANNEL设计规则为物理板位1与13、2与14、3与11、4与12、5与9、6与10、7与8两两之间设计UPDATECHANNEL。图31-1机框背板功能分布示意图图3-1-1中蓝色连线表示具有UpdateChannel连线的板位分配，物理板位7，8固定为两块交换板，其余板位固定为功能板。图3-1-2机框背板接口后视图机框物理上是一种13U标准的ATCA插箱，机框背板主体尺寸为ATCA标准定义部分：354.8mmX426.72mm。主体之下为背板的风扇、电源接口引入部分，风扇接口包括风扇电源和IPMI接口，背板与电源模块之间的电源接口包括两路－48V供电和四路风扇电源输入。背板与各前插板之间的电源接口采用分散供电方式，每个前插板有两路-48V供电。背板下部左右两部分中间位置各预留1英寸安装输入电源插座（-48V/风扇电源）。单板结构单板相关描述中，采用“逻辑板（物理板）”的描述方式，其中逻辑板为从软件功能及操作维护台显示的单板；物理板为硬件单板，其单板名称印刷在在物理单板面板下方。采用该表达方式的目的，是便于使用者能随时直观地了解逻辑板与物理板的映射关系，避免不熟悉两种单板类型映射关系的用户频繁地查找单板对应关系表。TDR3000各种单板的类型及功能如下表3-1-1所示：表3-1-1TDR3000设备逻辑板与硬件板名称对照表序号功能单板名称单板功能对应的硬件单板名称备注1IPUAIPUTP接口板MNPA+GEIC配置后插板为GEIB2RSPA无线网络信令处理板GMPA+SPMC3GCPA全局控制处理板GMPA+SPMC+HDD4PTPAGTPU处理板MNPA5RTPA无线网络业务处理板MDPA6TCSA二级交换板MASA配置后插板为MASB7ONCANodeB操作维护数据路由板MNPA+GEIC配置后插板为GEIB下图3-1-3是根据机框槽位布局要求的一种简配示意图：机架#1框#11234567891011121314GCPARSPAONCAIPUATCSARTPAPTPA图31-3机框简配示意图其中使用的各单板功能如下：•GCPA（GMPA+SPMC+HDD）全局控制处理板完成以下功能：•全局处理板完成RNC全局资源的控制与处理、以及与OMC-R的连接。全局控制板支持板载2.5〞IDE80GB硬盘数据存储功能；•处理以下协议：RANAP协议中的复位，资源复位，过载控制消息；SCCP管理、MTP3B管理、ALCAP管理、M3UA管理协议等；•两块GCPA以主备用方式工作；•RSPA（GMPA+SPMC）无线网络信令处理板完成以下功能：•处理Iu，Iub接口的控制面协议以及传输网络高层协议，完成无线网络协议的处理，以及呼叫处理功能；•处理的协议有：RRC协议，RANAP部分协议，NBAP协议，无线资源管理；SCCP部分协议，ALCAP部分协议，MTP3B部分协议，M3UA部分协议，SCTP协议等；•两块RSPA以主备用方式工作；•ONCA/IPUA（MNPA+GEIC）板的主要功能如下：•ONCA/IPUA（MNPA+GEIC）配合GEIB后插板完成4xFE/GE接口功能。•网络处理器完成外部IP到内部IP的转换、处理功能；•TCSA（MASA）板的主要功能如下：•支持控制面Base交换和业务面Fabric交换两级交换，完成业务和控制面的L2、L3以太交换功能；•固定使用2个交换板槽位，即框中的第7、8槽位；•同时完成整个机框的ShMC（机框管理器）功能，同时兼容IPMC功能，可根据不同ATCA机框进行灵活配置；•提供架框号的编码配置功能；•支持对网同步时钟的接入、分配功能；•以主备用方式工作；•RTPA（MDPA）板由单板控制模块、单板以太交换模块、DSP处理模块、电源模块、IPMC模块组成，主要功能如下：•单板控制模块完成板内的各种控制管理功能；•单板以太交换模块实现完成RTPA（MDPA）板内的以太数据交换；•DSP处理模块主要由DSP和其外围来实现，完成业务数据和协议的处理；•电源转换模块从背板接入双路-48V电源，经过电源转换芯片转换后，给单板提供各种芯片正常工作的各种电压；•IPMC模块主要完成单板上电的控制，以及温度、电压监控等功能。•PTPA（MNPA）板的主要功能如下：•完成Iu-PS用户面协议处理功能；•GTPU处理板，完成IP(OA)、UDP、TCP、GTP-U协议模块处理；•Host部分完成网络处理器运行状态监视、性能统计等功能。•2NodeB设备EMB5116基站主要分为如下几个主要组成部分：•主机箱•电源单元•EMx板卡•风机及滤网单元•功能板卡硬件单元排布如图3-2-1所示。图3-21EMB5116槽位框图表3-21EMB5116结构表单板英文简称单板英文全称单板中文全称BPOABasebandProcessingOnlyBoardAType基带处理A型板BPOEBasebandProcessingOnlyBoardEType基带处理E型板BPOFBasebandProcessingOnlyBoardFType基带处理F型板BPIABasebandProcessing&IrInterfaceBoardAType基带处理和Ir接口A型板SCTASwitchControl&TransmissionBoardAType交换控制和传输A型板ETPDExtendTransmissionProcessingBoardDType扩展传输处理D型板ETPEExtendTransmissionProcessingBoardDType扩展传输处理E型板FCFanControlBoard风扇控制板EMAEnvironmentMonitorBoardAType环境监控A型板EMDEnvironmentMonitorBoardDType环境监控D型板PSAPowerSupplyBoardAType电源A型板PSCPowerSupplyBoardCType电源C型板CBPCommonBackplane通用背板•网管操作和OMT创建小区无线操作维护中心OMC-R（OperationandMaintenanceCenter-Radio）是整个TD-SCDMARAN的操作维护管理系统，提供对TD-SCDMARAN系统的网络设备RNC、NodeB以及OMC-R自身的操作维护，提供包括配置管理、告警管理、性能管理、软件管理、日志管理、安全管理等功能；在系统开通过程中能够对网络设备进行数据配置，在系统运行过程中能够监控网络的运行状况和质量，并提供系统软件和数据升级功能；OMC-R向上级网管提供了支持3GPP32标准的Corba接口，支持上级网管中心需要的功能。•介绍网管操作系统（实验老师讲解）•OMT上创建基站操作维护系统提供对TD-SCDMARAN系统的网络设备RNC、NodeB网元的管理和维护。NodeB的逻辑资源（如信道，小区等）由RNC拥有，但在NodeB中实现，因而在RNC和NodeB之间需要通过Iub接口进行信息交互，所有支持这些信息交换的消息被归类为逻辑O&M操作。使用IPOA通道作为Iub接口操作维护的专用通道，使得NodeB能够自动建立操作维护通道，实现自动加载程序与数据等维护功能，实现NodeB开工无须人工干预,从而较大程度地改善了整个网络的可维护性，节约了运行维护成本，提高了运行维护质量，给网络运营商的运行维护带来较大的方便。下面是IPOA通道建立过程的描述：•NodeB在默认的通道上向RNC申请建立专用IPOA通道和申请IP地址，如果在定时器超时后（定时器的取值应可配置），没有收到RNC的响应，则一直重复发送该消息，直至申请成功。•RNC分配相应的PVC和IP地址，并在默认的通道上向NodeB发送响应。•NodeB完成PVC和IP的对应关系的绑定。•NodeB通过专用IPOA通道，使用FTP从FTP_server下载相关软件、配置文件。之后，NodeB启动下载的软件，并使用下载的配置文件完成对软件的初始配置。并上报初始化结果（可选）、初值配置结果。•专用IPOA建立成功后，启动专用IPOA通道监测过程。在一定的时间内（定时器可配置），RNC通过SNMP对NodeB中的MIB变量进行配置；定时器超时或配置完成后，该过程终止。操作维护的消息类型包括get、set、modify三类。本试验创建基站、小区属于set类消息。相关查询操作属于get消息。如果参数需要变更，属于modify消息。其消息流见下图：配置管理信息查询消息流图如下图3-3-1：完成OMC-R/RNCOM对NodeB系统的配置信息进行查询。图3-3-1置管理信息查询消息时序图配置NodeB的消息时序图如下图3-3-2：完成对NodeB的系统配置信息的设置。图3-3-2配置管理信息配置消息时序图NodeB配置变更上报流程，完成功能：当NodeB的配置参数值发生变化时，NodeB的OM向RNCOM/OMC-R发送配置变更消息，以保证各管理配置信息的一致性。图3-3-3变更上报消息时序图•移动通信业务的建立与体验TD-SCDMA系统的网络结构如下图所示，可分为无线接入网（UTRAN）和核心网（CN）两部分。无线接入网部分包括用户终端（UE）,基站（NodeB）和无线网络控制器（RNC）。RNC和NodeB之间的接口称为Iub接口。RNC与CN之间的接口称为Iu接口。•一个基本的MOC(TDUE与固定电话之间的通信)信令流程如下图3-4-1和3-4-2所示：图3-4-1MOCsuccessandfixedphonerelease图3-4-2•流程解释•RRC连接的建立•在UE发起RRCCONNECTIONREQUEST之前，首先要建立NODEB与UE之间的上行同步，以此来确定UE向NODEB发送的时隙，UE向NODEB发送上行同步码（SYNC-UL）,以此建立NODEB与RNC的上行同步。•RRCConnectionRequest：UE在上行CCCH上发送一个RRCConnectionRequest消息，请求建立一条RRC连接。该消息通过RACH信道传输到RNC。•RNC收到UE的消息后，决定在专用信道上建立RRC连接，RNC向NodeB发送RadioLinkSetupRequest消息，请求NodeB分配RRC连接所需要的特定无线链路资源。NODEB接收到RNC的消息后向RNC回复RadioLinkSetupResponse。RNC依照ALCAP协议发起Iub接口用户面传输承载的建立（ERQ），用于承载RRC信令的ATM连接（该消息中带有AAL2的地址信息）。NODEB在收到后回应E