Ir接口技术要求+报批稿0612
ICS
2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网
——分布式基站的Ir 接口技术要求
2GHz TD-SCDMA Digital Cellular Mobile Telecommunication Network
—— Technical Specification of Ir Interface
(报批稿)
中华人民共和国信息产业部 发布
YD
目次
目次 (1)
前言 (3)
1 范围 (4)
2 引用标准 (4)
3 缩略语 (4)
4 概述 (5)
5 Ir接口功能要求 (7)
5.1 支持的无线电标准 (7)
5.2 传输距离 (7)
5.3 线速率 (7)
5.4 组网形式 (7)
5.5 支持AxC能力 (8)
5.6 帧同步（功能） (8)
5.7 用户面IQ采样带宽 (8)
5.8 链路保持 (8)
5.9 热插拔功能 (8)
6 Ir接口性能要求 (8)
6.1 频率同步 (8)
6.2 时延校准 (8)
6.3 误比特率 (8)
6.4 启动时钟同步时间 (9)
7 Ir接口物理层 (9)
7.1 帧结构 (9)
7.2 Ir协议传输帧时序结构 (11)
7.3 C&M通道 (12)
7.4物理层控制字定义 (15)
8 启动流程 (17)
8.1 状态机 (17)
8.2 启动流程 .......................................................... 错误！未定义书签。
9 应用层C&M流程 (21)
9.1 相关约定 (21)
9.1.1 字节序约定 (21)
9.1.2 无效值约定 (21)
9.1.3 FTP下载约定 (21)
9.1.4 TCP连接端口号约定 (21)
9.1.5 配置/响应、查询/响应等流程中BBU和RRU之间应答时间约定 (21)
9.1.6 消息处理原则 (21)
9.2 消息结构 (21)
9.3 消息头 (21)
9.4 消息体 (21)
9.4.1 通信通道建立及版本核对 (21)
9.4.2 版本查询 (28)
9.4.3 版本下载 (29)
9.4.4 版本激活 (31)
9.4.5 状态查询 (32)
9.4.6 参数查询 (36)
9.4.7 参数配置 (40)
9.4.8 初始化校准 (46)
9.4.9 周期性校准 (47)
9.4.10 校准结果查询 (49)
9.4.11 时延测量 (51)
9.4.12 告警上报 (53)
9.4.13 告警查询 (54)
9.4.14 日志上传 (54)
9.4.15 RRU复位 (56)
9.4.16 通过控制字对远程RRU复位 (57)
9.4.17 环回 (58)
9.4.18 在位检测 (59)
9.4.19 小区配置 (60)
9.4.20 周期性校准结果上报 (62)
9.5 典型流程 (62)
9.6 透传类消息 (63)
9.6.1 触发条件 (63)
9.6.2 透传消息包含的IE (64)
9.7 测试模式 (65)
9.7.1 单步校准 (65)
附件一：时延测量原理 (67)
附件二：告警表 (69)
附件三：消息编号 (72)
参考性附录：MAC地址分配方法 (74)
前言
本标准是TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网基站系列标准之一，该系列标准的结构和名称如下：（1）2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网分布式基站的基带单元设备技术要求
（2）2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网分布式基站的射频远端设备技术要求
（3）2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网分布式基站的基带单元设备测试方法
（4）2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网分布式基站的射频远端设备测试方法
（5）2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网分布式基站Ir接口技术要求
（6）2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网分布式基站Ir接口测试方法
本标准由中国通信标准化协会提出并归口。
本标准起草单位：信息产业部电信研究院
中国移动集团研究院
大唐电信科技产业集团
中兴通讯股份有限公司
鼎桥通信技术有限公司
中国普天信息产业股份有限公司
本标准主要起草人：秦岩、丁海煜、贺鹏、马欣、陈永欣、金磊、苏洁、郑忠斌、李凤、袁中强、李蓉、周
2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网
——分布式基站的Ir接口技术要求
1 范围
本规范主要规定了2GHz TD-SCDMA无线接入网设备中Ir接口的功能要求、性能要求、
业务要求、接口要求、操作维护要求、机械和环境要求、电源和接地要求、同步要求等。
本标准适用于2GHz TD-SCDMA 通信网的分布式基站的Ir接口部分。
2 引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本规范出版时，
所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本规范的各方应探讨使用下列标准最新版本
的可能性。
[1] YD/T 1365-20062GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网——无线接入子系统设备技术要求
3 缩略语
下列缩略语适用于本标准。
4 概述
TD-SCDMA基站设备（NodeB）在网络的位置如图1所示。
U u
图1 NodeB在TD-SCDMA网络中位置
本规范中的TD-SCDMA基站设备（NodeB）为分布式基站设备，它是由基带单元设备（BBU）、射频远端设备（RRU）构成，是一种可以灵活分布式安装的基站组合，如图2所示。其中RRU通过Ir接口与基带单元设备BBU相连，BBU通过Iub接口和RNC连接。BBU可通过Ib接口互连（可选）。
图2 分布式基站设备示意图
Ir协议支持的基本网络结构如下图3所示：一个BBU单元和一个RRU单元通过一对
光纤连接。为了满足系统扩容和网络结构多样性的要求，Ir协议可以扩展以下连接方法： 星型连接：多个RRU服务于同一个BBU单元
链型连接和环型连接支持多个RRU间的互连
图3 BBU单元和RRU单元的单点连接
图4 星型连接
图5 链型连接
图6 环型连接
Ir接口协议定义了层一和层二协议来支持用户层的数据传输，BBU和RRU单元间同步等控制信息的发送和接收。用户层的消息是以IQ数据方式发送的，不同天线载波（Antenna & Carrier）的IQ数据分时在光传输通道中。Ir支持Ethernet协议来传送C&M信息，利用TCP协议获取IP，该IP地址由BBU自行分配。除此之外还需要传送厂商的特殊信息。
Ethernet传输采用< SPD>
RRU向BBU传输Ethernet包，不能出现一包Ethernet数据跨两个无线子帧的情况。如果一包数据在本子帧剩余时间内发不完，则缓存到下一子帧再发送。BBU向RRU传输Ethernet包，不存在此限制。
Ir接口物理层的字节、MAC层的字节和光电转换后的字节均为LSB优先，从LSB到MSB。
5 Ir接口功能要求
5.1 支持的无线电标准
Ir接口协议支持基带单元（BBU）和射频单元（RRU）间所有有效数据的传输，因此无线基站网络需要包括遵从以下无线电标准的一个基带单元和若干个射频单元：-3GPP LCR TDD R5
5.2 传输距离
Ir接口协议支持主从接口间一定距离内的连续传输，传输距离的极限值为：
-线缆长度(单级)：不小于10km
-线缆长度(多级)：不小于40km
5.3 线速率
支持1228.8Mbps, 2457.6Mbps
5.4 组网形式
Ir接口协议支持以下拓扑结构：
-星型拓扑
-链型拓扑
-环形拓扑
Ir接口协议支持多级连接，最大级联数不小于6级
每个射频单元支持多个Ir接口，其中至少有一个是从Ir接口
一条逻辑链路可以支持不同线比特速率的多级连接，即RRU间传输速率可以在Ir接口协议规定的两种线比特速率中选择（可选）。
在网络拓扑结构中，还要支持一定数量的冗余链接，用于备份和扩展。
5.5 支持AxC能力
一个1228.8Mbps Ir接口最多支持24个AxC；一个2457.6Mbps Ir接口最多支持48个AxC。
5.6 帧同步（功能）
接口同步包括提供准确的帧信息，RRU也需要将帧信息由从Ir接口传送到主Ir接口，即提供给下级RRU。帧时序信息每隔一段时间由BBU统一校准，以保证整个系统的正常工作。
5.7 用户面IQ采样带宽
最大IQ数据采样宽度为16位。
5.8 链路保持
接口的层一可以检测出信号的丢失（LOS）、功率的丢失（LOP）和帧信息丢失（LOF）。接口的层一处理这两种告警信号，并需要将其上报给上层。
5.9 热插拔功能
支持自动检测线比特速率
支持从口自动检测基站传送的数据流
6 Ir接口性能要求
6.1 频率同步
RRU同步需要的最大截止频率为300Hz
RRU时钟频率相对上一级时钟的频偏不超过±0.002ppm
6.2 时延校准
单级连接的时延测量精度：±T c/16
多级连接的时延测量精度：±T c/16
6.3 误比特率
误比特率（BER）的最大值不能超过10－12
6.4 启动时钟同步时间
Ir 接口协议提供给RRU 时钟同步（包括保证频率精度和绝对帧时序精度）的时间是10秒钟。
7 Ir 接口物理层 7.1 帧结构
在Ir 协议中，TD-SCDMA 的5ms 周期的子帧被分为时隙(Time slot)、超组(Super-Group)和组（Group ）三层结构。图9是Ir 协议中TD 数据帧的分级示意图。
Super-Group 32*768=24576bits
5ms Frame
...
图7
1228.8Mbps Ir 协议TD 数据帧分级示意图
如图所示，每个5ms 的TD 数据子帧被分成若干个时隙；每个时隙由多个25us 时长的超组(Super-Group)组成；每个超组包括32个组(Group)。
组(Group)是数据帧的基本单元。Ir 协议Group 长度为T c =1/1.28MHz=781.25ns 。 为了获得更好的灵活性和效率，Ir 协议支持两种线比特速率（Line Bit Rate ）的传输： 1228.8 Mbit/s 和2457.6 Mbit/s 。线比特速率必须是TD-SCDMA 基本码片速率1.28Mbit/s 的整数倍。Ir 的光传输通道高速传输串行数据，8B/10B 编解码应用在该串行传输中，以确保传输的有效性和稳定性。对于1228.8Mbit/s 线速率传输，8B/10B 编解码频率为122.88MHz 。
不同线比特速率下的组的结构如图8，9所示。
W
=
0 1 。。。
22 23
T = 0 1 2 3
图8: 1228.8 Mbit/s Ir 线速率下组的结构
T = 0 1 2 3
4 5 6 7W=
1
。。。
23
图9: 2457.6 Mbit/s Ir 线速率下组的结构
每个Group 由24个字组成，以W=0…23表示。在一个Super-Group 内，第一个Group
的第一个字节作为同步字k28.5，第二个字节传送SGN ，以黑色为标识，其余的用来均传送
用户IQ 量化数据的其他位，以白色为标识。
IQ 数据摆放原则： 1、从LSB 到MSB ； 2、从I 到Q ；
3、从第1个AxC 到最后一个AxC
。
图10 IQ
数据放置方法示意图
7.2
Ir 协议传输帧时序结构
TD-SCDMA 标准的帧结构的特点决定了Ir 协议可以允许C&M 数据和IQ 数据分时传送。下行的C&M 数据在处于下行数据帧中GP 时隙数据之后，数据总宽度为800us ；上行的C&M 数据在上行数据帧中的GP 时隙数据之前，数据总宽度为750us 。IQ 数据在RRU 实现对齐。
下行链路总体帧结构如下：
Down Link
I/Q
C&M
I/Q or Idle (depends on timeslot configuration)
图11下行链路总体帧结构
上行链路总体帧结构如下：
Up Link
I/Q
C&M
I/Q or Idle (depends on timeslot configuration)
图12
上行时序图
TD-SCDMA 标准数据帧的周期为5ms ，分成如上图所示的各个时隙。为了适应高速串行传输的需要，各个时隙被细分为多个长度为25us 的超组，这样每个5ms 的周期被分成200个超组。图13所示是在标准的3上4下结构中，各个时隙的基本帧编号和时序图。
d o w n l i n k
u p l i n k
说明：
下行IQ 数据上行IQ 数据C&M 数据
IQ
C&M
IQ IQ
C&M IQ IQ dw
gp
up
ts0
ts4
ts5
ts6
图13基本帧时序图
SGN 是上下行C&M 和IQ 数据的超组号，具体对应关系如下表所示：
表2 SGN 编码
SGN (8-bit)(16进制) 表征数据类型 说明 备注 0x00~0x1A IQ data IQ 数据 0x1B~0x1D IQ data IQ 数据 0x1E~0x20 IQ data IQ 数据 0x21~0x25 IQ data IQ 数据 0x26~0x40 IQ data IQ 数据 0x41~0x5B IQ data IQ 数据 0x5C~0x76 IQ data IQ 数据 0x77~0x91 IQ data IQ 数据 0x92~0xAC IQ data IQ 数据 0xAD~0xC7 IQ data IQ 数据 0x21~0x40 C&M data 下行O&M 信息 0x00~0x1D
C&M data
上行O&M 信息
7.3 C&M 通道
C&M 通道是用来建立同步和发送C&M 数据。如图14及15所示，在一个Super-Group
内，第一个Group 的第一个字节作为同步字k28.5，第二个字节传送SGN ，以黑色为标识, 其
他Group 的前两个字节reserved ，以黑色为标识。每个Group 的第三个字节到第六个字节用作传送C&M 数据，由控制字配置使用哪几个字节，其余的字节为Reserved ，以灰色为标识。其余的字节为Reserved ，以白色为标识。
W
=
0 1 。。。
22 23
T = 0 1 2 3
图14：1228.8 Mbit/s C&M 通道组的结构
T = 0 1 2 3
4 5 6 7W= 0 1 。。。
22 23
图15：2457.6 Mbit/s C&M 通道组的结构
下行C&M数据在UPPTS+TS1时隙传输，所占时间125us+675us=32*25us，即32个super-group：其中第1个super-group用来传送同步等；由第2个super-group开始传输下行C&M数据，共传送31个super-group。当RRU级联时，下行C&M通道采用广播发送，即31个super-group组成的空间都发送数据帧，每个RRU根据数据帧中的源MAC 地址和目的MAC地址获取属于本RRU的C&M数据。
1
2
3
图16：下行C&M通道结构
上行C&M数据在（TS0+DWPTS）时隙传输，所占时间为675us+75us=750us=30*25us，即30个super-group，其中第1个super-group用来传输同步等，之后的29个super-group都可以用来传输上行C&M数据。当RRU级联时，第二个super-group到第五个super-group分配给第一级RRU，第六个super-group到第九个super-group分配给第二级RRU，依此类推。
1
1
3
Group 4-28
图17：上行C&M 通道结构
7.4 物理层控制字定义
物理层控制字的位置的起始位置为C&M 通道第一个super-group 的第三个字节。
8 启动流程8.1 状态机
上电/复位
SYNC_N
SGN_N
图18：同步状态机
在本状态机中，共有三个状态：“失步(初始态)状态”、“超组同步状态”和“无线帧同步状态”。失步状态也即初始状态，在此状态中，以同步字K28.5为标志的超组还未达到同步。
在“超组同步”状态，系统可以每次在期望的位置检测出超组的同步字K28.5。在“无线帧同步”状态，除了满足超组同步状态要求外，各超组的超组号应当是连续的。图中SYNC_N=SGN_N=3。利用对K28.5的连续检测，判断是否达到“超组同步”状态，并判断是否可以保持在“超组同步”状态；利用对SGN 的连续性检测，判断是否达到“无线帧同步”状态，并判断是否可以保持在“无线帧同步”状态。利用SGN 号，可以判断当前超组是IQ 超组还是C&M 超组。由于SGN 是从0到199，因此SGN 从199变为0时认为是连续的。对于GP 时隙，其超组结构中的同步头应当和其他超组的保持一致。这样整个5ms 帧内所有超组的同步头结构完全一致。
当进入“无线帧同步”状态后，根据当前的超组号SGN ，即可算出下一个5ms 无线帧的起始位置，从而可以产生对应的无线帧脉冲。
当达到“超组同步”后，系统应当继续检测超组的K28.5同步字，以检测其是否能维持在超组同步状态。
当达到“无线帧同步”后，系统应当继续检测超组的K28.5同步字和超组号的连续性，以检测其是否能维持在“无线帧同步”状态。
8.2 启动流程
RRU
BBU
同步
等待
接入解析接入请求消息，并分配RRU 接入通道
配置
图19：启动流程
启动流程大致分为三部分： 1、 光纤链路同步
建立光纤链路层面的同步。 2、 BBU 与RRU 的通道建立
1) RRU 在物理层控制字中获得RRU 级数信息：RRU ID 。BBU 需要合理
设定每个光口的第一级RRU ID 以保证BBU 可通过RRU ID 识别该RRU 。
2) RRU 向BBU 发送UDP 广播消息，携带MAC 地址和RRU ID 信息，
BBU 端口号是33333。 RRU 请求的消息格式是：
3) BBU 根据RRU ID 信息识别出该RRU ，为其分配IP 地址，并通过广
播发送给RRU ，RRU 端口号是33334。链路上的所有RRU 根据广播
消息中的RRU ID 信息，截获属于自己的IP 地址和BBU 的IP 地址。