中频拉远--创新的TD-SCDMA基站解决方案
时间：10-06
来源：芯通科技
点击：
第二代移动通信系统基站采用射频拉远技术实现射频收发信机与接收天线、发射天线间的连接。而对TD-SCDMA标准而言，由于射频电缆在2GHz以上频段的损耗大，天线拉远距离短，在实现成本和性能等多方面面临极大的挑战。而采用模拟中频拉远技术，通过电缆、光纤或微波接力等介质可以实现300米或更远的传输距离，可以实现创新的TD-SCDMA基站解决方案。
第二代移动通信系统基站设备的典型设计方案是将接收天线、发射天线安装在室外，将射频收发信机安装在室内，射频收发信机与接收天线、发射天线间用低损耗的射频电缆连接。这就是所谓射频拉远技术。
第三代移动TD-SCDMA通信系统工作于2GHz频段，受此频段电波传播特性的限制，基站数量大为增加，并且还有三维覆盖的要求。由于TD-SCDMA的核心技术采用了智能天线技术，它是TD-SCDMA系统的优势所在。正因如此，TD-SCDMA和其他移动通信系统最大的区别在于其天馈系统的特殊性，即天线尺寸大、馈线多、塔放外挂。对于一个标准TD-SCDMA三扇区基站而言，其天馈系统由三个智能天线、27根射频电缆、3根电源/控制线、1个GPS天线及线缆和六个集成塔放等构成。WCDMA未使用智能天线技术，故塔放及馈线相对较少，在上述同等条件下，只需9根射频电缆和3根电源/控制线。由于连接天线和室内射频收发信机之间的射频电缆在2GHz以上频段的损耗比较大，天线拉远距离短，一般在60m左右；且射频电缆数量多，也相应带动其他辅材数量的增加，为TD-SCDMA基站成本控制带来了很大压力；而射频拉远技术在降低馈线损耗和电缆数量及安装难度控制等方面面临着极大的困难，特别导致建设成本偏高的后果。
由于2GHz频段的电波传播特性，TD-SCDMA网络中每个宏小区基站(一套天线)的覆盖半径只能有1-3公里，在城市内高楼大厦林立的地区、树木遮挡的区域、楼房内等，此覆盖半径还要小得多。而且，在此覆盖区域内可能还会存在很多无法通信的阴影区域。由于每个无线基站的覆盖区域太小，因此要在一个城市内实现完好的覆盖，就必须架设大量的基站，其中站址的选择和建设成本也是非常困难的问题。
按照目前的基站设备设计方案，每个小区都必须有完整的基站设备配置，包括从数字基带信号处理到模拟射频收发的全部部件，导致基站成本太高。而且，很多基站设备无法使用Iub接口方便地接入系统，使每小区承担的无线基站设备的成本居高不下。
因此，在TD-SCDMA网络即将大规模商用之前，如何减少射频电缆数量，降低射频馈线损耗及扩大基站覆盖范围，同时增加基站系统集成度，已经成为各设备制造厂家面临的重要问题。然而，目前使用的射频拉远技术面临着巨大的挑战。
中频拉远技术
在TD-SCDMA系统中，无线基站采用中频拉远方案就可以很好地解决上述问题。此方案是将无线基站中的模拟射频收发部分与无线基站的基带数字信号处理部分在模拟中频处分开，从而形成远端射频前端设备与室内单元。中频拉远技术通过基站室内单元的模拟中频接口，将射频收发信机拉远至天线附近。下行方向将中频信号传输到射频前端，经混频后转换为射频信号，再由天线发射；上行方向将从天线过来的射频信号在前端混频为中频信号，通过中频传输系统传回到基站室内单元。
采用模拟中频传输技术，远端射频前端设备与室内单元间可以用有线和无线传输手段相连接。其介质可以是中频电缆、光纤以及微波接力设备等。连接方式可以是星形结构，也可以是串行结构。
比较传统方式的射频拉远技术，基于中频电缆的中频拉远技术具有以下的特点：
1．电缆数量少
在中频拉远技术中将所有的5条中频电缆采用专门的技术进行处理合成为大小和目前的射频电缆大小差不多的一条电缆，加上控制和电源的一条电缆，每台前端只需要使用2条电缆，从而使电缆数量大大降低。一个三载扇的TD-SCDMA系统总共只需要12条电缆，而现有的需要31条电缆，想比而言具有极大的优势。最新的技术中已经可以使用一个前端一条电缆的方式，加上TD-SCDMA技术上可以采用6天线智能天线系统，一个三载扇的TD-SCDMA系统只需要使用3条电缆的方式很快就可以实现。
第二代移动通信系统基站设备的典型设计方案是将接收天线、发射天线安装在室外，将射频收发信机安装在室内，射频收发信机与接收天线、发射天线间用低损耗的射频电缆连接。这就是所谓射频拉远技术。
第三代移动TD-SCDMA通信系统工作于2GHz频段，受此频段电波传播特性的限制，基站数量大为增加，并且还有三维覆盖的要求。由于TD-SCDMA的核心技术采用了智能天线技术，它是TD-SCDMA系统的优势所在。正因如此，TD-SCDMA和其他移动通信系统最大的区别在于其天馈系统的特殊性，即天线尺寸大、馈线多、塔放外挂。对于一个标准TD-SCDMA三扇区基站而言，其天馈系统由三个智能天线、27根射频电缆、3根电源/控制线、1个GPS天线及线缆和六个集成塔放等构成。WCDMA未使用智能天线技术，故塔放及馈线相对较少，在上述同等条件下，只需9根射频电缆和3根电源/控制线。由于连接天线和室内射频收发信机之间的射频电缆在2GHz以上频段的损耗比较大，天线拉远距离短，一般在60m左右；且射频电缆数量多，也相应带动其他辅材数量的增加，为TD-SCDMA基站成本控制带来了很大压力；而射频拉远技术在降低馈线损耗和电缆数量及安装难度控制等方面面临着极大的困难，特别导致建设成本偏高的后果。
|
图1：TD天馈系统外观 |
由于2GHz频段的电波传播特性，TD-SCDMA网络中每个宏小区基站(一套天线)的覆盖半径只能有1-3公里，在城市内高楼大厦林立的地区、树木遮挡的区域、楼房内等，此覆盖半径还要小得多。而且，在此覆盖区域内可能还会存在很多无法通信的阴影区域。由于每个无线基站的覆盖区域太小，因此要在一个城市内实现完好的覆盖，就必须架设大量的基站，其中站址的选择和建设成本也是非常困难的问题。
按照目前的基站设备设计方案，每个小区都必须有完整的基站设备配置，包括从数字基带信号处理到模拟射频收发的全部部件，导致基站成本太高。而且，很多基站设备无法使用Iub接口方便地接入系统，使每小区承担的无线基站设备的成本居高不下。
因此，在TD-SCDMA网络即将大规模商用之前，如何减少射频电缆数量，降低射频馈线损耗及扩大基站覆盖范围，同时增加基站系统集成度，已经成为各设备制造厂家面临的重要问题。然而，目前使用的射频拉远技术面临着巨大的挑战。
中频拉远技术
在TD-SCDMA系统中，无线基站采用中频拉远方案就可以很好地解决上述问题。此方案是将无线基站中的模拟射频收发部分与无线基站的基带数字信号处理部分在模拟中频处分开，从而形成远端射频前端设备与室内单元。中频拉远技术通过基站室内单元的模拟中频接口，将射频收发信机拉远至天线附近。下行方向将中频信号传输到射频前端，经混频后转换为射频信号，再由天线发射；上行方向将从天线过来的射频信号在前端混频为中频信号，通过中频传输系统传回到基站室内单元。
采用模拟中频传输技术，远端射频前端设备与室内单元间可以用有线和无线传输手段相连接。其介质可以是中频电缆、光纤以及微波接力设备等。连接方式可以是星形结构，也可以是串行结构。
 |
图2：中频拉远示意图 |
比较传统方式的射频拉远技术，基于中频电缆的中频拉远技术具有以下的特点：
1．电缆数量少
在中频拉远技术中将所有的5条中频电缆采用专门的技术进行处理合成为大小和目前的射频电缆大小差不多的一条电缆，加上控制和电源的一条电缆，每台前端只需要使用2条电缆，从而使电缆数量大大降低。一个三载扇的TD-SCDMA系统总共只需要12条电缆，而现有的需要31条电缆，想比而言具有极大的优势。最新的技术中已经可以使用一个前端一条电缆的方式，加上TD-SCDMA技术上可以采用6天线智能天线系统，一个三载扇的TD-SCDMA系统只需要使用3条电缆的方式很快就可以实现。
射频专业培训教程推荐
栏目分类