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(zhì)量，實現(xiàn)室內(nèi)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(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(nèi)，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(diào)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(nèi)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(nèi)應用，因此室內(nèi)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(cè)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(shù)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(shù)將有利于運營商在移動通信技術(shù)演進過程中充分保護已有投資。

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(nèi)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(shù)，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(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