第二代移動通信系統(tǒng)基站設(shè)備的典型設(shè)計方案是將接收天線、發(fā)射天線安裝在室外，將射頻收發(fā)信機安裝在室內(nèi)，射頻收發(fā)信機與接收天線、發(fā)射天線間用低損耗的射頻電纜連接。這就是所謂射頻拉遠技術(shù)。第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)合射頻拉遠技術(shù)，誕生了新型信號傳輸設(shè)備RRU，通過光纖傳輸基帶信號。同樣，數(shù)字光纖直放站也可通過光纖傳送基帶信號，兩者既有區(qū)別，又有聯(lián)系。
一、RRU工作原理及應(yīng)用
射頻拉遠單元RRU（Remote Radio Unit）是一種新型的分布式網(wǎng)絡(luò)覆蓋模式，它將大容量宏蜂窩基站集中放置在可獲得的中心機房中，基帶部分集中處理，采用光纖將基站中的射頻模塊拉到遠端射頻單元，分置于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃所確定的站點上，從而節(jié)省了常規(guī)解決方案所需要的大量機房；同時通過采用大容量宏基站支持大量的光纖拉遠，可實現(xiàn)容量與覆蓋之間的轉(zhuǎn)化。
RRU的工作原理是：基帶信號下行經(jīng)變頻、濾波、經(jīng)過射頻濾波、放大經(jīng)線性功率放大器后通過發(fā)送濾波傳至天饋。上行將收到的移動終端上行信號經(jīng)濾波、低噪聲放大、進一步的射頻小信號放大濾波和下變頻，然后完成模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)字中頻處理等。系統(tǒng)框圖如圖1所示。
圖1 RRU 內(nèi)部框圖
RRU同基站接口的連接接口有兩種：CPRI（Common Public Radio Interface 通用公共射頻接口）及OBASI（Open Base Station Architecture Initiative 開放式基站架構(gòu)）。其中，CPRI組織成員包括：愛立信、華為、NEC、北電、西門子。OBSAI組織成員包括：諾基亞、中興、LGE、三星、Hyundai。RRU同RNC連接圖如圖2所示。
圖2 RRU同基站接口
信號覆蓋方式上，RRU可通過同頻不同擾碼方式，從NodeB引出。也可通過同頻不同擾碼方式，從RNC引出。著兩種覆蓋方式都是常規(guī)的方式，這里介紹另外一種覆蓋方式：基站有3個扇區(qū)，配有多余的信道板以及多余基帶處理設(shè)備就可以利用基帶池共享技術(shù)，將多余的基帶處理設(shè)備設(shè)為第4小區(qū)，如圖3所示。圖中SC為擾碼 I/Q射頻調(diào)制解調(diào)，SCH為同步碼。
圖3 RRU新型覆蓋方式
二、數(shù)字光纖直放站原理及應(yīng)用
數(shù)字光纖直放站不同于以往的模擬光纖直放站，它將RF信號經(jīng)變頻處理變?yōu)橹蓄l數(shù)字信號，再通過光纖拉遠進行傳輸。其具體工作原理是：近端機將從NodeB接收到的基站下行信號通過耦合，下變頻處理，到基帶變?yōu)镮/Q信號或低中頻信號，經(jīng)ADC變換到數(shù)字信號后按一定幀格式打包成串行數(shù)據(jù)，再經(jīng)光纖發(fā)送到遠端機，遠端機經(jīng)基帶處理單元解幀，恢復(fù)I/Q或低中頻信號，經(jīng)DAC變換到模擬信號，再上變頻到射頻，經(jīng)發(fā)射子系統(tǒng)發(fā)射出去；遠端機將接收到的移動終端上行信號通過上述逆過程，上送至基站接收端。
近端機完成對基站信號的獲取和發(fā)送，遠端機完成對移動終端機信號的獲取和發(fā)送，近端機與遠端機之間的接口為CPRI，以數(shù)字傳送采用以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)光纖收發(fā)器。系統(tǒng)框圖如圖4所示。
圖4 數(shù)字光纖直放站框圖
數(shù)字光纖直放站對信號覆蓋方式上，同以往模擬直放站用法類似，可通過光纖直連一拖一（一個近端加一個遠端）使用，也可通過光分路器進行一拖多（一個近端加多個遠端）覆蓋使用。如圖5所示。
圖5 數(shù)字光纖直放站一拖多方式
三、RRU同數(shù)字光纖直放站的分析比較
RRU同數(shù)字光纖直放站都可利用現(xiàn)有成熟的以太網(wǎng)數(shù)字光纖傳輸技術(shù)傳輸基帶信號，并共同遵守標(biāo)準(zhǔn)的CPRI和OBSAI接口。使用中可實現(xiàn)RRU和數(shù)字光纖直放站的遠端機的互相替換。
兩者均可作為室內(nèi)分布系統(tǒng)的信號源，選用哪一種取決于宏基站的載頻數(shù)量和該室內(nèi)業(yè)務(wù)量需求。如果宏基站載頻多、容量很富裕，用數(shù)字光纖直放站拉遠更合適，同時可減少扇區(qū)擾碼。如果該室內(nèi)業(yè)務(wù)量需求較大應(yīng)選用RRU作信號源。如果業(yè)務(wù)量需求很大，如大型寫字樓、會展中心等，應(yīng)考慮數(shù)字光纖直放站、RRU和宏基站的聯(lián)合組網(wǎng)。
從覆蓋距離上，兩者均可作為基站拉遠系統(tǒng)供用，數(shù)字光纖直放站用作載波池拉遠，RRU可用作基帶池拉遠。載波池拉遠距離取決于小區(qū)覆蓋半徑和光在光纖上的傳輸速度，數(shù)字信號在光纖中傳播，其動態(tài)范圍也較模擬信號大，這樣就可以實現(xiàn)遠端機更大的信號覆蓋；同時，數(shù)字信號不隨光信號的衰減而衰減，因此其傳輸（拉遠）距離也進一步增加了。經(jīng)計算，最遠可達40km以上，用作基帶池拉遠的RRU基本不受距離限制，可拉得更遠。
從組網(wǎng)方式上，RRU作為拉遠單元可單獨使用，而數(shù)字光纖直放站由近端機和遠端機組成，在實際應(yīng)用時，近端機是一個，而遠端機可以是一個或多個，組網(wǎng)上可并聯(lián)也可串聯(lián)，組網(wǎng)方式也可以多樣化，如：菊花鏈型、環(huán)行、樹形等等。
在擾碼的使用上，數(shù)字光纖直放站射頻信號的擾碼總是同施主基站的擾碼相同，數(shù)字光纖直放站也不增加基站信道板硬件容量和正交碼容量，所以在扇區(qū)內(nèi)大量采用并不會增加擾碼。射頻拉遠單元RRU是利用基站剩余的信道板和基帶處理設(shè)備組成新的扇區(qū)，通過光纖系統(tǒng)拉到遠處，有人稱它為基帶池技術(shù)，也有人叫它拉遠的微蜂窩技術(shù)，總之，它具有硬件容量，并且擁有新的擾碼和同步碼。由于RRU具有基站性能，在宏基站的扇區(qū)內(nèi)大量采用必然會增加很多擾碼和鄰區(qū)列表，過多的會發(fā)生導(dǎo)頻污染，軟切換增加。如圖6所示。在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時是這必須注意的問題。
圖6單位面積內(nèi)擾碼增加，軟切換增加，導(dǎo)頻增加，易造成導(dǎo)頻污染
在傳輸時延上，數(shù)字光纖直放站的傳輸時延比較大，因為存在兩次變頻過程。而RRU直接傳送基帶信號，時延不明顯。
在底噪抬升上，數(shù)字光纖直放站僅采用ADC和DAC，此過程只可能引入更多的量化噪聲，從而抬升上行噪聲。而RRU傳輸?shù)臑榧兓鶐盘�，可不用考慮底噪問題。
從成本上，采用RRU技術(shù)，可以節(jié)省常規(guī)建網(wǎng)方式中需要的大量機房，節(jié)約基帶單元的投資。RRU體積小，重量輕，可以應(yīng)用于城區(qū)機房條件不理想或者機房匱乏的情況，但是應(yīng)用前提是需要有光纖進行傳輸。但在價格方面，RRU比直放站要貴1/3左右。對于一拖一的系統(tǒng)，數(shù)字光纖直放站成本優(yōu)勢不明顯，但一拖多，成本優(yōu)勢就比較明顯了。
結(jié)束語：
通過以上分析中可以看出，數(shù)字光纖直放站和RRU各自都有其優(yōu)勢，同為3G時代的新產(chǎn)品。3G發(fā)牌在即，兩者都應(yīng)列入重要手段統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，以達預(yù)期的良好效果。
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