采用射頻遠端模塊以最少的基站站址換取最大的覆蓋性能
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本文旨在介紹射頻遠端模塊的產(chǎn)生、應用以及特點，希望能為讀者提供一些參考建議。
實現(xiàn)覆蓋的思路—CDMA促進RRH的出現(xiàn)
實現(xiàn)無線覆蓋就需要合理地分布射頻設備，主要有兩種設備。
一是基站，安裝在固定地點實現(xiàn)給定區(qū)域的無線覆蓋。基站的覆蓋效果、容量能力與設備管理的便利性均很好，但對站址的選擇會有一定的限制從而影響理想的網(wǎng)絡規(guī)劃結構，機房建設要求會導致建設成本占用網(wǎng)絡投資的相當一部分。
另一種是簡單地將基站的無線信號接收下來再轉發(fā)出去的直放站，可以實現(xiàn)廉價的、快速的覆蓋擴展效果。然而直放站在基于CDMA的系統(tǒng)中由于使用相同的載頻，雖然站址建設要求低但由于引入接收噪聲造成了規(guī)劃、工程實施方面受到很多限制，導致建設的困難度增加，更不能與基站共用操作維護中心，從建設時間、專業(yè)人員培養(yǎng)和網(wǎng)絡規(guī)劃方面反而增加了成本投入。因此在建網(wǎng)初期相當一段時間里國內的運營商很不愿意將直放站與CDMA系統(tǒng)放在一起考慮。
因此市場需要新的設備汲取以上兩者的優(yōu)點，提供經(jīng)濟有效的覆蓋方案。于是在CDMA系統(tǒng)部署的過程中，應運而生了被稱為“射頻拉遠(RRH)”的設備，即將基站中的射頻部分取出做成獨立的設備，并將其通過光纖與基站組成中的數(shù)字基帶部分相連，剩下的基站的控制加基帶部分被稱為支持遠端模塊的“宿主基站”。遠端模塊共享宿主基站內的基帶資源池。如圖1所示。
北電是全球第一個在CDMA系統(tǒng)中提供這種產(chǎn)品的設備制造商，其產(chǎn)品已經(jīng)在中國聯(lián)通的CDMA網(wǎng)絡上獲得了充分的認可。
RRH的特點及應用
作為傳統(tǒng)基站的變形，RRH具有傳統(tǒng)基站和直放站不可替代的優(yōu)勢與特點。
RRH體積小巧、重量輕，安裝便捷，射頻部分距離覆蓋點天線最短，節(jié)約能源的絕對消耗，因此大大地降低了網(wǎng)絡的成本投入和后期運維費用。RRH扇區(qū)可以根據(jù)應用的需要在靠近覆蓋區(qū)域的地方任意選擇RRH的安裝地點，站點分布可以是規(guī)則的，也可以是零散的，不再受單一天線鐵塔的位置限制。
RRH避免了直放站信號的簡單重復放大，簡化系統(tǒng)環(huán)節(jié)，且不像直放站僅改變原有扇區(qū)的覆蓋拓撲，而是占用一定的基帶資源為特定RRH扇區(qū)射頻系統(tǒng)提供容量服務，不會產(chǎn)生直放站的接收噪底抬升以至飽和自激的問題，更可以通過基站的操作維護系統(tǒng)進行日常維護工作。
和基站扇區(qū)一樣，RRH扇區(qū)共享宿主基站的基帶資源池，獨享扇區(qū)功率。RRH射頻指標也可以參照3GPPR6規(guī)范建議基站標準設計為廣范圍、中等范圍和小范圍幾種類型。室外的RRH扇區(qū)與傳統(tǒng)扇區(qū)可以遵循相同的蜂窩拓撲結構，當RRH扇區(qū)的容量不能滿足容量需求的快速增長時，可以方便地將RRH扇區(qū)替換為傳統(tǒng)的基站扇區(qū)，快速實現(xiàn)網(wǎng)絡演進整合。如以宏蜂窩指標基準設計的RRH，便可透明地替代宏蜂窩的基站，在站址受限的地區(qū)得到應用。設計經(jīng)驗顯示，大約比例可以占到所有基站站點總數(shù)的10%-15%。但光纖會引入傳播時延，因此設計時還需要綜合考慮光纖長度。
在有覆蓋深度要求且業(yè)務密度有限的室內覆蓋應用中，若室外基站的基帶容量足夠，則可以用RRH作為室內覆蓋的信號源共享室外站的基帶資源，以較低的成本投入實現(xiàn)所需的無線覆蓋。據(jù)粗略規(guī)劃經(jīng)驗，以RRH扇區(qū)作為信號源適用于中、低業(yè)務容量密度分布的大、中型覆蓋范圍的建筑物。
RRH應用選擇考慮
目前市場上已有很多不同特性的RRH產(chǎn)品，適當?shù)剡x擇可以加速網(wǎng)絡建設的速度、降低設備成本，服務于經(jīng)濟型網(wǎng)絡建設。在網(wǎng)絡建設初、早期的RRH需求可以從如下方面考察。
功率：RRH已有從數(shù)百毫瓦至數(shù)十瓦發(fā)射功率的系列。如前所述，與宏蜂窩基站架頂輸出功率相當?shù)腞RH在站點受限地區(qū)可以替代基站或用于大、中型室內覆蓋；而在初、早期，最迫切需要覆蓋的恰是業(yè)務需求量高的密集城區(qū)室外和室內覆蓋場景，20WRRH將是主流產(chǎn)品。功放效率技術的提升有助于減小功放及射頻設備的體積與重量。
幾百毫瓦的微蜂窩RRH與微蜂窩基站(Micro)或微微蜂窩基站(Pico)均適用于容量密度極高的場景。這類需求數(shù)量少但很重要，RRH相對于基站已不具有節(jié)省投資與運維的優(yōu)勢?？紤]到RRH共享宿主基站的基帶資源池，幾十瓦高功率的RRH適用于業(yè)務密度低的室內覆蓋或邊遠郊區(qū)廣覆蓋的場景，但這里多為網(wǎng)絡建設的成熟期之后考慮的覆蓋范圍，且郊區(qū)很少受到站址的限制。
載波：頻帶寬度直接影響到射頻器件的工作性能尤其是功放的線性性能，頻帶越寬、要求越高，則成本越高。從網(wǎng)絡部署的階段和需求來看，單載頻容量受限且無法滿足雙載頻網(wǎng)絡連續(xù)覆蓋的要求。三載波RRH扇區(qū)所需要的基帶資源已很高，不如直接使用基站。兩載波配置可以滿足初、早期容量過渡和無線規(guī)劃要求。
光纖距離：據(jù)聯(lián)通CDMA網(wǎng)絡實際部署經(jīng)驗，在城市中最大光纖距離10Km即可滿足應用需求。RRH扇區(qū)雖然部署靈活，但也應考慮到與常規(guī)扇區(qū)之間的相鄰及切換關系的定義。如果RRH扇區(qū)光纖距離太遠，則必然需要一套繁雜的相鄰小區(qū)數(shù)據(jù)庫，使網(wǎng)絡管理復雜化，且不利于網(wǎng)絡演進過程中的變更需求。
拓撲連接：星型連接可靠性高，是目前運營商采用絕對多數(shù)的基站拓撲連接方案。鏈型連接適用于隧道、高速公路場景，參考目前GSM/CDMA系統(tǒng)在北京地鐵里也僅是在車站提供覆蓋的現(xiàn)實，這些區(qū)域往往是網(wǎng)絡建設成熟期后的需求。環(huán)型的可靠性提升遠不抵占用基站基帶端口導致的容量降低。
北電RRH特點
北電的RRH可以連接在北電的主流基站產(chǎn)品上，如WCDMABTS12000?；炯瓤梢宰鳛閭鹘y(tǒng)基站按照常規(guī)的三扇區(qū)基站進行網(wǎng)絡設計，也可以經(jīng)簡單的現(xiàn)場變更操作將其變更為純粹的RRH宿主基站，或者配合北電的六扇區(qū)功能變更為傳統(tǒng)基站與RRH宿主站的綜合體，同時提供傳統(tǒng)三扇區(qū)和三個RRH扇區(qū)，服務于北電的“智能無縫覆蓋”方案——用傳統(tǒng)扇區(qū)和RRH扇區(qū)靈活組合實現(xiàn)完善的密集城區(qū)無縫覆蓋需求，實現(xiàn)平等高度、均一頻率的無線覆蓋蜂窩結構，最小化導頻污染及高切換率等惡性影響，以最低的成本最大化網(wǎng)絡容量。由于城區(qū)的建筑物與街道分布決定了不可能完全按照無線規(guī)劃設計尋找合適的站點，RRH相對于基站的優(yōu)勢脫穎而出，可以替代宏蜂窩基站掛在墻上、抱桿上或者作為同一頻率室內覆蓋的信號源。在初期容量需求還未激增的階段，還可以利用六扇區(qū)的混合配置以一套基站實現(xiàn)兩套基站的覆蓋能力，實為運營商建設經(jīng)濟型高性能網(wǎng)絡的好助手。
將傳統(tǒng)基站與宿主基站兩個角色合二為一，一則減少了運營商的網(wǎng)絡設計難度，二則降低了備件的儲存需求，三則提高了網(wǎng)絡演進過程中整合變更的靈活度。這些優(yōu)點已被越來越多的設備制造商所認識，被他們列入下一步的研發(fā)計劃。
作為公共射頻接口(CPRI)的主要發(fā)起者和倡導者之一，北電的RRH遵循CPRI規(guī)范，基站的功能分為射頻設備控制部分REC和可以置于遠端的無線設備RE，可以令運營商的設備選擇更為靈活，同時使得設備制造商將精力集中在更強勢的項目上。
結論
綜上所述，射頻遠端模塊的獨有特性十分適用于綜合考慮經(jīng)濟效益的無線網(wǎng)絡建設中，必將在即將到來的第三代無線通信系統(tǒng)的建設中發(fā)揮引人注目的作用！
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