TD分布式基站技術探討

本文著重介紹了分布式基站的引入、概念內容、優(yōu)勢以及它現(xiàn)在存在的問題。對加快TD網(wǎng)絡化進程，提高網(wǎng)絡質量，實現(xiàn)室內外一體化覆蓋有積極的參考意義。

關鍵詞：基站 基帶處理單元（BBU） 射頻處理單元（RRU） TD-SCDMA

分布式基站結構的核心概念就是把傳統(tǒng)宏基站基帶處理單元（BBU）和射頻處理單元（RRU）分離，二者通過光纖相連。在網(wǎng)絡部署時，將基帶處理單元與核心網(wǎng)、無線網(wǎng)絡控制設備集中在機房內，通過光纖與規(guī)劃站點上部署的射頻拉遠單元進行連接，完成網(wǎng)絡覆蓋，從而降低建設維護成本、提高效率。

一、分布式基站對運營商的意義
隨著語音業(yè)務容量的增加和高速數(shù)據(jù)業(yè)務的開展，為了提供更大的語音容量和更高的數(shù)據(jù)帶寬，大部分傳統(tǒng)移動通信運營商面臨著在已有2G網(wǎng)絡上如何建設3G網(wǎng)絡的問題。
已有2G網(wǎng)絡的基站設備一般不具備直接升級支持3G業(yè)務的能力，因此，建設3G網(wǎng)絡需要額外增加新的基站設備。如何為這些增加的基站設備選擇站址并找到合適的安裝空間，就是運營商面臨的一個重要問題。對完全沒有站址資源的新興運營商而言，由于要進行全新的站址規(guī)劃和選擇，這個問題則更加突出。
據(jù)調查，大部分運營商都面臨著站址選擇困難和機房空間緊張的問題。無論是與其他移動通信系統(tǒng)共站還是新建，在城市里符合要求的可用機房儲備都非常有限。如何盡量節(jié)省安裝空間，靈活地適應各種不同的安裝場景，是對3G基站設備提出的重要需求。同時，環(huán)保意識逐漸深入人心，人們對電磁輻射的問題越來越重視，尋找天面的工作也越來越困難。
因此，如何降低機房和天面要求，減少配套投資將是網(wǎng)絡建設中各界關注的焦點。根據(jù)中國移動TD-SCDMA一期建網(wǎng)的基站數(shù)目和每平方公里基站數(shù)來推算，TD要實現(xiàn)良好的網(wǎng)絡覆蓋，其基站總數(shù)將超過2G基站數(shù)。不僅數(shù)量龐大，還由于共站址等方面的約束，3G站址的選擇和獲取難度之大超出想象。有關資料顯示，中國移動在其TD-SCDMA網(wǎng)絡的建設中80%采用了分布式基站，在很大程度上化解了這一尖銳矛盾。
從業(yè)務發(fā)展形式上看，數(shù)據(jù)業(yè)務將是3G的特征業(yè)務，而且數(shù)據(jù)業(yè)務占用的帶寬是話音業(yè)務的幾十甚至上百倍。3G為終端用戶提供了許多新的業(yè)務，包括視頻電話、視頻流、游戲、MMS、E-mail、Web等，相比室外用戶而言，室內靜止用戶更有可能使用3G豐富多彩的數(shù)據(jù)業(yè)務，這些新業(yè)務更容易在室內應用，因此室內熱點地區(qū)需要的系統(tǒng)容量可能是室外的上百倍。這就要求覆蓋方案更加靈活多樣，以適應3G業(yè)務的發(fā)展。對新興業(yè)務，由于發(fā)射功率大、網(wǎng)絡密度大，運營商利用分布式基站可以為對帶寬需求較大的數(shù)據(jù)業(yè)務提供更好的硬件平臺。隨著中國3G網(wǎng)絡建設進入高速發(fā)展期，運營商對其網(wǎng)絡快速、靈活、低成本部署的要求，也使得移動分布式基站作為一種新的基站模式逐漸成為建網(wǎng)的趨勢和主流。
目前建設3G網(wǎng)絡還有一個制式選擇的問題，目前國際主流的3G制式有3種（CDMA2000/WCDMA/TD-SCDMA），每一種3G制式又有不同的階段版本（如：CDMA2000的EV-DO Rel.0/Rev.A/Rev.B）。對3G的制式，大部分運營商已經(jīng)有了明確的選擇，但對于3G向未來4G（UMB/LTE/WIMAX）的演進路線以及演進的中間版本（如EV-DO Rev.B），仍處于觀望之中。在這種情況下，運營商投資建設3G網(wǎng)絡就需要考慮這個網(wǎng)絡將來如何演進的問題，希望一旦確定后續(xù)的4G路線，能夠以最小的代價把3G網(wǎng)絡升級為4G網(wǎng)絡，而不用完全重新建設。這就要求現(xiàn)有3G網(wǎng)絡的基站設備具備升級支持運營商選定的4G制式的能力，從而可以更好地保護運營商在現(xiàn)有3G網(wǎng)絡上的投資。LTE屬于后3G的發(fā)展演進方向，其成熟還需要一定的時間。在考慮現(xiàn)有網(wǎng)絡向LTE演進時，對BBU/RRU的要求主要側重于對運營商硬件投資的保護，盡可能的做到平臺共享。目前業(yè)界的主流方式是通過SDR(軟件無線電)技術及通用硬件平臺，以在現(xiàn)有2G/3G設備上安裝LTE軟件模塊的方式，平滑演進到LTE。采用分布式基站技術將有利于運營商在移動通信技術演進過程中充分保護已有投資。

二、TD分布式基站的概念、內容
分布式基站把傳統(tǒng)的宏基站設備按照功能劃分為兩個功能模塊，其中把基站的基帶、主控、傳輸、時鐘等功能集成在一個稱為基帶單元BBU (Base Band Unit)的模塊上，基帶單元體積小、安裝位置非常靈活；把收發(fā)信機、功放等中射頻集成在另外一個稱為遠端射頻模塊上，射頻單元RRU (Remote Radio Unit)安裝在天線端。射頻單元與基帶單元之間通過光纖連接，形成全新的分布式基站解決方案。
以TD-SCDMA為例，傳統(tǒng)方式的基站在Node B和智能天線間需用多根電纜連接。電纜成本很高，傳輸損耗大、距離短，且電纜本身笨重，特別是在樓宇內部，施工困難，如圖1所示。分布式基站方案是一種無機房或機房位置不理想的情況下，經(jīng)濟快速的無線網(wǎng)絡建設方案，受到全球設備商巨頭愛立信、諾基亞的效仿，獲得全球著名移動運營商Vodafone、Orange等的規(guī)模應用。分布式基站最早出現(xiàn)在3G的另外兩種制式――WCDMA和CDMA2000中，但是真正將其發(fā)揚光大的卻是TD。由于TD基站采用智能天線技術，對路徑的功率衰減更敏感，所以TD基站非常適合分布式架構，TD分布式基站的構成如圖2所示。

圖1 TD-SCDMA傳統(tǒng)式基站構成