TD分布式基站技術探討

圖2 TD-SCDMA分布式基站構成
在分布式基站的構成中，BBU是一種基帶處理設備，主要完成Uu接口的基帶處理功能（編碼、復用、調制和擴頻等）、RNC的Iub接口功能、信令處理、本地和遠程操作維護功能，以及Node B系統的工作狀態(tài)監(jiān)控和告警信息上報功能。其中所有基帶功能單元作為一個基帶池，通過配置，每個基帶處理模塊可以處理不同載扇的數據。在容量需求較大的地區(qū)，只通過在BBU增加基帶板即可實現容量的增加。這樣，一方面可以降低成本，另一方面可以為組網提供充分的靈活性，解決3G網絡容量差異大的問題。
　　射頻拉遠單元(RRU)分為4個大模塊：中頻模塊、收發(fā)信機模塊、功放和濾波模塊。數字中頻模塊用于光傳輸的調制解調、數字上下變頻、A/D轉換等；收發(fā)信機模塊完成中頻信號到射頻信號的變換；再經過功放和濾波模塊，將射頻信號通過天線口發(fā)射出去。
　　BBU和RRU之間按照Ir接口協議通過光纖連接，完成基帶數據的傳輸。Ir接口協議支持星型連接、鏈形連接和環(huán)形連接等網絡拓撲結構，使BBU+RRU更能靈活地組網。Ir接口定義了層一和層二協議來支持用戶層的數據傳輸，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的基帶信號進行成形濾波、削峰、數字預失真等處理后變頻到中頻，然后通過模擬方式進一步變頻到射頻，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。通過使用削峰等數字信號處理技術，大大提高了TD-SCDMA功放效率，可大幅度降低單機成本。同時，由于RRU體積小，重量輕，可以在室外安裝，光纖可以直接鋪設到塔頂，由機房到天面的連接由1根光纜代替了原來的28根饋線，施工更加簡便、快捷；機房選取不受限制，機房可以位于大樓的底層；光纖的鋪設對機房及周邊環(huán)境的影響也更小。因此，分布式基站的應用可以有效解決機房和天面選址困難以及網絡建設難度大等問題。

三、分布式基站的優(yōu)勢
相對于傳統宏基站，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，降低了建設維護成本。鑒于現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，因此它是一個因地制宜、靈活部署的調配的方案。分布式基站BBU和RRU分離，室內的BBU設備只負責基帶信號處理，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。在目前移動通信網建站選址越來越困難的狀況下，分布式基站“0”機房占用的特點相比于宏基站，可以達到節(jié)省機房空間、降低網絡建設成本、加快網絡建設速度的目的。同時，分布式基站采用高效率功放,減少了空調等其它配套設施的功耗，具有節(jié)能減排的特點。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，這點顯得尤為珍貴。根據歐洲運營商的估算，如果全網都采用這種基站，可以節(jié)省成本超過30%。
第二是提高了基站的覆蓋能力、網絡升級方便。傳統宏基站的發(fā)射與接收都要使用饋線，饋線會給信號帶來損耗，損耗的大小與饋線的型號和長度有關。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工作簡化到了基帶處理部分，一個基帶處理單元可以以不同的方式連接多個射頻拉遠處理單元，實現RRU之間的資源調度和調配，既節(jié)省了成本，也提高了組網的效率，充分利用這個基站拉遠，可以統籌基站資源，針對上班、下班出現潮涌或者是潮落的現象進行靈活的資源調配，實現了一個靈活的容量和覆蓋的轉換。采用分布式基站也滿足了未來網絡的IP化的需要。因為現在新型的移動通信的標準，其演化速度非?？?，高速的演進必然帶來基站升級的問題。分布式基站的模塊化設計，功能豐富，而且系統擴容升級比較方便，符合移動通信網絡面向未來的需要。
第三是基站建設工程實施便利。和宏基站相比，本地拉遠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，從機房到天面，鋪設3根光纖的工程難度遠遠的小于鋪設6根7/8英寸的饋線。尤其是在當前，考慮到城市景觀等因素，越來越多的站點需要進行隱蔽和偽裝，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。由于分布式基站內部Ir接口的標準化，將使得眾多第三方模塊廠家可以同基站的數字接口互聯，不但可以降低研發(fā)成本，同時也可以實現多個廠家設備的互通互聯，既提高了通用性和靈活性，也降低了運營商的采購和組網成本。

四、目前制約TD分布式基站建設的問題
盡管分布式基站已經成為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的維修、更換不如傳統基站方便，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，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，纖芯數量無備用，且無加強芯，不具有抗壓抗拉能力，容易出現故障。特別是在室內分布中，障礙處理較困難。
第四，最后關于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“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)范操作應配置UPS。

五、結束語
隨著3G牌照的發(fā)放，中國移動2009年三期招標將投資588億元，新建TD-SCDMA基站約6萬個，此舉將使TD-SCDMA網絡基站總數超過8萬個，網絡將覆蓋238個地級城市的業(yè)務熱點區(qū)，占全國地級城市數量的70％以上，其中東部地區(qū)的地市將實現全覆蓋。而TD-SCDMA分布式基站在施工和網絡部署上的種種優(yōu)勢，必將為加快TD-SCDMA網絡化進程、提高網絡質量、實現室內外一體化覆蓋起到巨大的推動作用。
總體上講，通過近兩年的建設、探索，移動通信運營企業(yè)積累了經驗，取得了進步。融合組網策略的實施，對TD分布式基站的研究，勢必將幫助我們進一步建設好網絡，任何一項通信技術的成熟都要經歷一定的過程。我們一定要堅定信心，全力爭取當地政府的支持，繼續(xù)深入研究并實踐TD分布式基站的建設，體現科學發(fā)展的精神，促進TD網絡又好又快發(fā)展。