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探讨TD分布式基站技术

时间:05-12 来源:中国通信网 点击:

动运营商Vodafone、Orange等的规模应用。分布式基站最早出现在3G的另外两种制式--WCDMA和CDMA2000中,但是真正将其发扬光大的却是TD。由于TD基站采用智能天线技术,对路径的功率衰减更敏感,所以TD基站非常适合分布式架构,TD分布式基站的构成如图2所示。

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在分布式基站的构成中,BBU是一种基带处理设备,主要完成Uu接口的基带处理功能(编码、复用、调制和扩频等)、RNC的Iub接口功能、信令处理、本地和远程操作维护功能,以及Node B系统的工作状态监控和告警信息上报功能。其中所有基带功能单元作为一个基带池,通过配置,每个基带处理模块可以处理不同载扇的数据。在容量需求较大的地区,只通过在BBU增加基带板即可实现容量的增加。这样,一方面可以降低成本,另一方面可以为组网提供充分的灵活性,解决3G网络容量差异大的问题。

射频拉远单元(RRU)分为4个大模块:中频模块、收发信机模块、功放和滤波模块。数字中频模块用于光传输的调制解调、数字上下变频、A/D转换等;收发信机模块完成中频信号到射频信号的变换;再经过功放和滤波模块,将射频信号通过天线口发射出去。

BBU和RRU之间按照Ir接口协议通过光纤连接,完成基带数据的传输。Ir接口协议支持星型连接、链形连接和环形连接等网络拓扑结构,使BBU+RRU更能灵活地组网。Ir接口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。

在TD-SCDMA分布式基站工作中,RRU上行链路将接收到的BBU的基带信号进行成形滤波、削峰、数字预失真等处理后变频到中频,然后通过模拟方式进一步变频到射频,通过功放后发射;RRU的下行链路则将接收的终端信号经过选频放大后变频到中频和基带,再通过光接口传给BBU。通过使用削峰等数字信号处理技术,大大提高了TD-SCDMA功放效率,可大幅度降低单机成本。同时,由于RRU体积小,重量轻,可以在室外安装,光纤可以直接铺设到塔顶,由机房到天面的连接由1根光缆代替了原来的28根馈线,施工更加简便、快捷;机房选取不受限制,机房可以位于大楼的底层;光纤的铺设对机房及周边环境的影响也更小。因此,分布式基站的应用可以有效解决机房和天面选址困难以及网络建设难度大等问题。

三、分布式基站的优势

相对于传统宏基站,分布式基站具有下列明显的优势。

第一是提高了站址资源的有效利用率,降低了建设维护成本。鉴于现在的基站选址非常困难,如果用RRU,需要的空间比较小, RRU就可以拉到任何的地方,因此它是一个因地制宜、灵活部署的调配的方案。分布式基站BBU和RRU分离,室内的BBU设备只负责基带信号处理,没有射频器件特别是功放模块,因此具有体积小、重量轻、功耗低、易于安装等特点。在目前移动通信网建站选址越来越困难的状况下,分布式基站"0"机房占用的特点相比于宏基站,可以达到节省机房空间、降低网络建设成本、加快网络建设速度的目的。同时,分布式基站采用高效率功放,减少了空调等其它配套设施的功耗,具有节能减排的特点。连接两端的接口采用光纤,损耗小,也可大幅度降低电力消耗,在国家大力提倡节能减排的今天,这点显得尤为珍贵。根据欧洲运营商的估算,如果全网都采用这种基站,可以节省成本超过30%。

第二是提高了基站的覆盖能力、网络升级方便。传统宏基站的发射与接收都要使用馈线,馈线会给信号带来损耗,损耗的大小与馈线的型号和长度有关。而 BBU和RRU之间使用光纤连接,几乎没有损耗,因此和宏基站相比分布式基站具有更高的接收灵敏度和天线端发射功率。在灵活地配置资源方面,由于分布式基站将繁琐的维护工作简化到了基带处理部分,一个基带处理单元可以以不同的方式连接多个射频拉远处理单元,实现RRU之间的资源调度和调配,既节省了成本,也提高了组网的效率,充分利用这个基站拉远,可以统筹基站资源,针对上班、下班出现潮涌或者是潮落的现象进行灵活的资源调配,实现了一个灵活的容量和覆盖的转换。采用分布式基站也满足了未来网络的IP化的需要。因为现在新型的移动通信的标准,其演化速度非常快,高速的演进必然带来基站升级的问题。分布式基站的模块化设计,功能丰富,而且系统扩容升级比较方便,符合移动通信网络面向未来的需要。

第三是基站建设工程实施便利。和宏基站相比,本地拉远的分布式基站用光纤传输基带信号代替馈线传输射频信号。以三扇区站为例,从机房到天面,铺设3 根光纤的工程难度远远的小于铺设6根7/8英寸的馈线。尤其是在当前,考虑到城市景观等因素,越来越多的站点需要进行隐蔽和伪装,在这方面光纤较

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