TD分布式基站技術(shù)探討

本文著重介紹了分布式基站的引入、概念內(nèi)容、優(yōu)勢(shì)以及它現(xiàn)在存在的問(wèn)題。對(duì)加快TD網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程，提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外一體化覆蓋有積極的參考意義。

關(guān)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(jié)構(gòu)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(guò)光纖相連。在網(wǎng)絡(luò)部署時(shí)，將基帶處理單元與核心網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備集中在機(jī)房?jī)?nèi)，通過(guò)光纖與規(guī)劃站點(diǎn)上部署的射頻拉遠(yuǎn)單元進(jìn)行連接，完成網(wǎng)絡(luò)覆蓋，從而降低建設(shè)維護(hù)成本、提高效率。

一、分布式基站對(duì)運(yùn)營(yíng)商的意義
隨著語(yǔ)音業(yè)務(wù)容量的增加和高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的開(kāi)展，為了提供更大的語(yǔ)音容量和更高的數(shù)據(jù)帶寬，大部分傳統(tǒng)移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商面臨著在已有2G網(wǎng)絡(luò)上如何建設(shè)3G網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題。
已有2G網(wǎng)絡(luò)的基站設(shè)備一般不具備直接升級(jí)支持3G業(yè)務(wù)的能力，因此，建設(shè)3G網(wǎng)絡(luò)需要額外增加新的基站設(shè)備。如何為這些增加的基站設(shè)備選擇站址并找到合適的安裝空間，就是運(yùn)營(yíng)商面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。對(duì)完全沒(méi)有站址資源的新興運(yùn)營(yíng)商而言，由于要進(jìn)行全新的站址規(guī)劃和選擇，這個(gè)問(wèn)題則更加突出。
據(jù)調(diào)查，大部分運(yùn)營(yíng)商都面臨著站址選擇困難和機(jī)房空間緊張的問(wèn)題。無(wú)論是與其他移動(dòng)通信系統(tǒng)共站還是新建，在城市里符合要求的可用機(jī)房?jī)?chǔ)備都非常有限。如何盡量節(jié)省安裝空間，靈活地適應(yīng)各種不同的安裝場(chǎng)景，是對(duì)3G基站設(shè)備提出的重要需求。同時(shí)，環(huán)保意識(shí)逐漸深入人心，人們對(duì)電磁輻射的問(wèn)題越來(lái)越重視，尋找天面的工作也越來(lái)越困難。
因此，如何降低機(jī)房和天面要求，減少配套投資將是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中各界關(guān)注的焦點(diǎn)。根據(jù)中國(guó)移動(dòng)TD-SCDMA一期建網(wǎng)的基站數(shù)目和每平方公里基站數(shù)來(lái)推算，TD要實(shí)現(xiàn)良好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，其基站總數(shù)將超過(guò)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(guān)資料顯示，中國(guó)移動(dòng)在其TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)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(wù)發(fā)展形式上看，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將是3G的特征業(yè)務(wù)，而且數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占用的帶寬是話音業(yè)務(wù)的幾十甚至上百倍。3G為終端用戶提供了許多新的業(yè)務(wù)，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(nèi)靜止用戶更有可能使用3G豐富多彩的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，這些新業(yè)務(wù)更容易在室內(nèi)應(yīng)用，因此室內(nèi)熱點(diǎn)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(yīng)3G業(yè)務(wù)的發(fā)展。對(duì)新興業(yè)務(wù)，由于發(fā)射功率大、網(wǎng)絡(luò)密度大，運(yùn)營(yíng)商利用分布式基站可以為對(duì)帶寬需求較大的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供更好的硬件平臺(tái)。隨著中國(guó)3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)入高速發(fā)展期，運(yùn)營(yíng)商對(duì)其網(wǎng)絡(luò)快速、靈活、低成本部署的要求，也使得移動(dòng)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(shì)和主流。
目前建設(shè)3G網(wǎng)絡(luò)還有一個(gè)制式選擇的問(wèn)題，目前國(guó)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(duì)3G的制式，大部分運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)有了明確的選擇，但對(duì)于3G向未來(lái)4G（UMB/LTE/WIMAX）的演進(jìn)路線以及演進(jìn)的中間版本（如EV-DO Rev.B），仍處于觀望之中。在這種情況下，運(yùn)營(yíng)商投資建設(shè)3G網(wǎng)絡(luò)就需要考慮這個(gè)網(wǎng)絡(luò)將來(lái)如何演進(jìn)的問(wèn)題，希望一旦確定后續(xù)的4G路線，能夠以最小的代價(jià)把3G網(wǎng)絡(luò)升級(jí)為4G網(wǎng)絡(luò)，而不用完全重新建設(shè)。這就要求現(xiàn)有3G網(wǎng)絡(luò)的基站設(shè)備具備升級(jí)支持運(yùn)營(yíng)商選定的4G制式的能力，從而可以更好地保護(hù)運(yùn)營(yíng)商在現(xiàn)有3G網(wǎng)絡(luò)上的投資。LTE屬于后3G的發(fā)展演進(jìn)方向，其成熟還需要一定的時(shí)間。在考慮現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)向LTE演進(jìn)時(shí)，對(duì)BBU/RRU的要求主要側(cè)重于對(duì)運(yùn)營(yíng)商硬件投資的保護(hù)，盡可能的做到平臺(tái)共享。目前業(yè)界的主流方式是通過(guò)SDR(軟件無(wú)線電)技術(shù)及通用硬件平臺(tái)，以在現(xiàn)有2G/3G設(shè)備上安裝LTE軟件模塊的方式，平滑演進(jìn)到LTE。采用分布式基站技術(shù)將有利于運(yùn)營(yíng)商在移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn)過(guò)程中充分保護(hù)已有投資。

二、TD分布式基站的概念、內(nèi)容
分布式基站把傳統(tǒng)的宏基站設(shè)備按照功能劃分為兩個(gè)功能模塊，其中把基站的基帶、主控、傳輸、時(shí)鐘等功能集成在一個(gè)稱(chēng)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(jī)、功放等中射頻集成在另外一個(gè)稱(chēng)為遠(yuǎn)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(guò)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(nèi)部，施工困難，如圖1所示。分布式基站方案是一種無(wú)機(jī)房或機(jī)房位置不理想的情況下，經(jīng)濟(jì)快速的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案，受到全球設(shè)備商巨頭愛(ài)立信、諾基亞的效仿，獲得全球著名移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商Vodafone、Orange等的規(guī)模應(yīng)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(yáng)光大的卻是TD。由于TD基站采用智能天線技術(shù)，對(duì)路徑的功率衰減更敏感，所以TD基站非常適合分布式架構(gòu)，TD分布式基站的構(gòu)成如圖2所示。

圖1 TD-SCDMA傳統(tǒng)式基站構(gòu)成