TD分布式基站技術(shù)探討

圖2 TD-SCDMA分布式基站構(gòu)成
在分布式基站的構(gòu)成中，BBU是一種基帶處理設(shè)備，主要完成Uu接口的基帶處理功能（編碼、復(fù)用、調(diào)制和擴(kuò)頻等）、RNC的Iub接口功能、信令處理、本地和遠(yuǎn)程操作維護(hù)功能，以及Node B系統(tǒng)的工作狀態(tài)監(jiān)控和告警信息上報(bào)功能。其中所有基帶功能單元作為一個(gè)基帶池，通過配置，每個(gè)基帶處理模塊可以處理不同載扇的數(shù)據(jù)。在容量需求較大的地區(qū)，只通過在BBU增加基帶板即可實(shí)現(xiàn)容量的增加。這樣，一方面可以降低成本，另一方面可以為組網(wǎng)提供充分的靈活性，解決3G網(wǎng)絡(luò)容量差異大的問題。
　　射頻拉遠(yuǎn)單元(RRU)分為4個(gè)大模塊：中頻模塊、收發(fā)信機(jī)模塊、功放和濾波模塊。數(shù)字中頻模塊用于光傳輸?shù)恼{(diào)制解調(diào)、數(shù)字上下變頻、A/D轉(zhuǎn)換等；收發(fā)信機(jī)模塊完成中頻信號到射頻信號的變換；再經(jīng)過功放和濾波模塊，將射頻信號通過天線口發(fā)射出去。
　　BBU和RRU之間按照Ir接口協(xié)議通過光纖連接，完成基帶數(shù)據(jù)的傳輸。Ir接口協(xié)議支持星型連接、鏈形連接和環(huán)形連接等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使BBU+RRU更能靈活地組網(wǎng)。Ir接口定義了層一和層二協(xié)議來支持用戶層的數(shù)據(jù)傳輸，BBU和RRU單元間同步等控制信息的發(fā)送和接收。
在TD-SCDMA分布式基站工作中，RRU上行鏈路將接收到的BBU的基帶信號進(jìn)行成形濾波、削峰、數(shù)字預(yù)失真等處理后變頻到中頻，然后通過模擬方式進(jìn)一步變頻到射頻，通過功放后發(fā)射；RRU的下行鏈路則將接收的終端信號經(jīng)過選頻放大后變頻到中頻和基帶，再通過光接口傳給BBU。通過使用削峰等數(shù)字信號處理技術(shù)，大大提高了TD-SCDMA功放效率，可大幅度降低單機(jī)成本。同時(shí)，由于RRU體積小，重量輕，可以在室外安裝，光纖可以直接鋪設(shè)到塔頂，由機(jī)房到天面的連接由1根光纜代替了原來的28根饋線，施工更加簡便、快捷；機(jī)房選取不受限制，機(jī)房可以位于大樓的底層；光纖的鋪設(shè)對機(jī)房及周邊環(huán)境的影響也更小。因此，分布式基站的應(yīng)用可以有效解決機(jī)房和天面選址困難以及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)難度大等問題。

三、分布式基站的優(yōu)勢
相對于傳統(tǒng)宏基站，分布式基站具有下列明顯的優(yōu)勢。
第一是提高了站址資源的有效利用率，降低了建設(shè)維護(hù)成本。鑒于現(xiàn)在的基站選址非常困難，如果用RRU，需要的空間比較小， RRU就可以拉到任何的地方，因此它是一個(gè)因地制宜、靈活部署的調(diào)配的方案。分布式基站BBU和RRU分離，室內(nèi)的BBU設(shè)備只負(fù)責(zé)基帶信號處理，沒有射頻器件特別是功放模塊，因此具有體積小、重量輕、功耗低、易于安裝等特點(diǎn)。在目前移動(dòng)通信網(wǎng)建站選址越來越困難的狀況下，分布式基站“0”機(jī)房占用的特點(diǎn)相比于宏基站，可以達(dá)到節(jié)省機(jī)房空間、降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本、加快網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度的目的。同時(shí)，分布式基站采用高效率功放,減少了空調(diào)等其它配套設(shè)施的功耗，具有節(jié)能減排的特點(diǎn)。連接兩端的接口采用光纖,損耗小，也可大幅度降低電力消耗,在國家大力提倡節(jié)能減排的今天，這點(diǎn)顯得尤為珍貴。根據(jù)歐洲運(yùn)營商的估算，如果全網(wǎng)都采用這種基站，可以節(jié)省成本超過30%。
第二是提高了基站的覆蓋能力、網(wǎng)絡(luò)升級方便。傳統(tǒng)宏基站的發(fā)射與接收都要使用饋線，饋線會(huì)給信號帶來損耗，損耗的大小與饋線的型號和長度有關(guān)。而BBU和RRU之間使用光纖連接，幾乎沒有損耗，因此和宏基站相比分布式基站具有更高的接收靈敏度和天線端發(fā)射功率。在靈活地配置資源方面，由于分布式基站將繁瑣的維護(hù)工作簡化到了基帶處理部分，一個(gè)基帶處理單元可以以不同的方式連接多個(gè)射頻拉遠(yuǎn)處理單元，實(shí)現(xiàn)RRU之間的資源調(diào)度和調(diào)配，既節(jié)省了成本，也提高了組網(wǎng)的效率，充分利用這個(gè)基站拉遠(yuǎn)，可以統(tǒng)籌基站資源，針對上班、下班出現(xiàn)潮涌或者是潮落的現(xiàn)象進(jìn)行靈活的資源調(diào)配，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)靈活的容量和覆蓋的轉(zhuǎn)換。采用分布式基站也滿足了未來網(wǎng)絡(luò)的IP化的需要。因?yàn)楝F(xiàn)在新型的移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)，其演化速度非?？?，高速的演進(jìn)必然帶來基站升級的問題。分布式基站的模塊化設(shè)計(jì)，功能豐富，而且系統(tǒng)擴(kuò)容升級比較方便，符合移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)面向未來的需要。
第三是基站建設(shè)工程實(shí)施便利。和宏基站相比，本地拉遠(yuǎn)的分布式基站用光纖傳輸基帶信號代替饋線傳輸射頻信號。以三扇區(qū)站為例，從機(jī)房到天面，鋪設(shè)3根光纖的工程難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)的小于鋪設(shè)6根7/8英寸的饋線。尤其是在當(dāng)前，考慮到城市景觀等因素，越來越多的站點(diǎn)需要進(jìn)行隱蔽和偽裝，在這方面光纖較饋線的優(yōu)勢就更為顯著。
第四是降低了廠家研發(fā)成本。由于分布式基站內(nèi)部Ir接口的標(biāo)準(zhǔn)化，將使得眾多第三方模塊廠家可以同基站的數(shù)字接口互聯(lián)，不但可以降低研發(fā)成本，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)廠家設(shè)備的互通互聯(lián)，既提高了通用性和靈活性，也降低了運(yùn)營商的采購和組網(wǎng)成本。

四、目前制約TD分布式基站建設(shè)的問題
盡管分布式基站已經(jīng)成為TD發(fā)展的一塊基石，但是由于其商用才剛剛開始，后續(xù)需要解決的問題還有很多。
第一，分布式基站在射頻單元故障時(shí)的維修、更換不如傳統(tǒng)基站方便，一般只能直接更換，且是在室外天線場地操作。
第二，跟RRU室外物理性能相關(guān)，功放在工藝制造上的瓶頸影響功放的效率、從而給室外單元的散熱出了難題。
第三，RRU和基站基帶單元間傳輸中頻信號的光纖，目前廠家配備的多為裸光纖，纖芯數(shù)量無備用，且無加強(qiáng)芯，不具有抗壓抗拉能力，容易出現(xiàn)故障。特別是在室內(nèi)分布中，障礙處理較困難。
第四，最后關(guān)于RRU供電方式的靈活性，尤其對站址條件不良、資金緊張的情況可能直接采用交流供電方式，甚至基帶單元也支持交流供電。這個(gè)“理想”解決方案的潛在問題就是供電沒有可靠性保障措施，交流供電場合規(guī)范操作應(yīng)配置UPS。

五、結(jié)束語
隨著3G牌照的發(fā)放，中國移動(dòng)2009年三期招標(biāo)將投資588億元，新建TD-SCDMA基站約6萬個(gè)，此舉將使TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)基站總數(shù)超過8萬個(gè)，網(wǎng)絡(luò)將覆蓋238個(gè)地級城市的業(yè)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)，占全國地級城市數(shù)量的70％以上，其中東部地區(qū)的地市將實(shí)現(xiàn)全覆蓋。而TD-SCDMA分布式基站在施工和網(wǎng)絡(luò)部署上的種種優(yōu)勢，必將為加快TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程、提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外一體化覆蓋起到巨大的推動(dòng)作用。
總體上講，通過近兩年的建設(shè)、探索，移動(dòng)通信運(yùn)營企業(yè)積累了經(jīng)驗(yàn)，取得了進(jìn)步。融合組網(wǎng)策略的實(shí)施，對TD分布式基站的研究，勢必將幫助我們進(jìn)一步建設(shè)好網(wǎng)絡(luò)，任何一項(xiàng)通信技術(shù)的成熟都要經(jīng)歷一定的過程。我們一定要堅(jiān)定信心，全力爭取當(dāng)?shù)卣闹С?，繼續(xù)深入研究并實(shí)踐TD分布式基站的建設(shè)，體現(xiàn)科學(xué)發(fā)展的精神，促進(jìn)TD網(wǎng)絡(luò)又好又快發(fā)展。