TD分布式基站技術(shù)發(fā)展概述

本文著(zhù)重介紹了分布式基站的引入、概念內容、優(yōu)勢以及它現在存在的問(wèn)題。對加快TD網(wǎng)絡(luò )化進(jìn)程，提高網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量，實(shí)現室內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

分布式基站結構的核心概念就是把傳統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(xiàn)網(wǎng)絡(luò )控制設備集中在機房?jì)?，通過(guò)光纖與規劃站點(diǎn)上部署的射頻拉遠單元進(jìn)行連接，完成網(wǎng)絡(luò )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(yíng)商的意義
隨著(zhù)語(yǔ)音業(yè)務(wù)容量的增加和高速數據業(yè)務(wù)的開(kāi)展，為了提供更大的語(yǔ)音容量和更高的數據帶寬，大部分傳統移動(dòng)通信運營(yíng)商面臨著(zhù)在已有2G網(wǎng)絡(luò )上如何建設3G網(wǎng)絡(luò )的問(wèn)題。
已有2G網(wǎng)絡(luò )的基站設備一般不具備直接升級支持3G業(yè)務(wù)的能力，因此，建設3G網(wǎng)絡(luò )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(yíng)商面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。對完全沒(méi)有站址資源的新興運營(yíng)商而言，由于要進(jìn)行全新的站址規劃和選擇，這個(gè)問(wèn)題則更加突出。
據調查，大部分運營(yíng)商都面臨著(zhù)站址選擇困難和機房空間緊張的問(wèn)題。無(wú)論是與其他移動(dòng)通信系統共站還是新建，在城市里符合要求的可用機房?jì)涠挤浅Ｓ邢?。如何盡量節省安裝空間，靈活地適應各種不同的安裝場(chǎng)景，是對3G基站設備提出的重要需求。同時(shí)，環(huán)保意識逐漸深入人心，人們對電磁輻射的問(wèn)題越來(lái)越重視，尋找天面的工作也越來(lái)越困難。
因此，如何降低機房和天面要求，減少配套投資將是網(wǎng)絡(luò )建設中各界關(guān)注的焦點(diǎn)。根據中國移動(dòng)TD-SCDMA一期建網(wǎng)的基站數目和每平方公里基站數來(lái)推算，TD要實(shí)現良好的網(wǎng)絡(luò )覆蓋，其基站總數將超過(guò)2G基站數。不僅數量龐大，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，中國移動(dòng)在其TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò )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(wù)發(fā)展形式上看，數據業(yè)務(wù)將是3G的特征業(yè)務(wù)，而且數據業(yè)務(wù)占用的帶寬是話(huà)音業(yè)務(wù)的幾十甚至上百倍。3G為終端用戶(hù)提供了許多新的業(yè)務(wù)，包括視頻電話(huà)、視頻流、游戲、MMS、E-mail、Web等，相比室外用戶(hù)而言，室內靜止用戶(hù)更有可能使用3G豐富多彩的數據業(yè)務(wù)，這些新業(yè)務(wù)更容易在室內應用，因此室內熱點(diǎn)地區需要的系統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(wù)的發(fā)展。對新興業(yè)務(wù)，由于發(fā)射功率大、網(wǎng)絡(luò )密度大，運營(yíng)商利用分布式基站可以為對帶寬需求較大的數據業(yè)務(wù)提供更好的硬件平臺。隨著(zhù)中國3G網(wǎng)絡(luò )建設進(jìn)入高速發(fā)展期，運營(yíng)商對其網(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)的趨勢和主流。
目前建設3G網(wǎng)絡(luò )還有一個(gè)制式選擇的問(wèn)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(yíng)商已經(jīng)有了明確的選擇，但對于3G向未來(lái)4G（UMB/LTE/WIMAX）的演進(jìn)路線(xiàn)以及演進(jìn)的中間版本（如EV-DO Rev.B），仍處于觀(guān)望之中。在這種情況下，運營(yíng)商投資建設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，希望一旦確定后續的4G路線(xiàn)，能夠以最小的代價(jià)把3G網(wǎng)絡(luò )升級為4G網(wǎng)絡(luò )，而不用完全重新建設。這就要求現有3G網(wǎng)絡(luò )的基站設備具備升級支持運營(yíng)商選定的4G制式的能力，從而可以更好地保護運營(yíng)商在現有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。在考慮現有網(wǎng)絡(luò )向LTE演進(jìn)時(shí)，對BBU/RRU的要求主要側重于對運營(yíng)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(guò)SDR(軟件無(wú)線(xiàn)電)技術(shù)及通用硬件平臺，以在現有2G/3G設備上安裝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)將有利于運營(yíng)商在移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn)過(guò)程中充分保護已有投資。

二、TD分布式基站的概念、內容
分布式基站把傳統的宏基站設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、功放等中射頻集成在另外一個(gè)稱(chēng)為遠端射頻模塊上，射頻單元RRU (Remote Radio Unit)安裝在天線(xiàn)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，傳統方式的基站在Node B和智能天線(xiàn)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，特別是在樓宇內部，施工困難，如圖1所示。分布式基站方案是一種無(wú)機房或機房位置不理想的情況下，經(jīng)濟快速的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )建設方案，受到全球設備商巨頭愛(ài)立信、諾基亞的效仿，獲得全球著(zhù)名移動(dòng)運營(yíng)商Vodafone、Orange等的規模應用。分布式基站最早出現在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(xiàn)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，TD分布式基站的構成如圖2所示。

圖1 TD-SCDMA傳統式基站構成