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(diǎn)，希望能為讀者提供一些參考建議。
實(shí)現覆蓋的思路—CDMA促進(jìn)RRH的出現
實(shí)現無(wú)線(xiàn)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(diǎn)實(shí)現給定區域的無(wú)線(xiàn)覆蓋?；镜母采w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(huì )有一定的限制從而影響理想的網(wǎng)絡(luò )規劃結構，機房建設要求會(huì )導致建設成本占用網(wǎng)絡(luò )投資的相當一部分。
另一種是簡(jiǎn)單地將基站的無(wú)線(xiàn)信號接收下來(lái)再轉發(fā)出去的直放站，可以實(shí)現廉價(jià)的、快速的覆蓋擴展效果。然而直放站在基于CDMA的系統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劃、工程實(shí)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(shí)間、專(zhuān)業(yè)人員培養和網(wǎng)絡(luò )規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(shí)間里國內的運營(yíng)商很不愿意將直放站與CDMA系統放在一起考慮。
因此市場(chǎng)需要新的設備汲取以上兩者的優(yōu)點(diǎn)，提供經(jīng)濟有效的覆蓋方案。于是在CDMA系統部署的過(guò)程中，應運而生了被稱(chēng)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(guò)光纖與基站組成中的數字基帶部分相連，剩下的基站的控制加基帶部分被稱(chēng)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(gè)在CDMA系統中提供這種產(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(luò )上獲得了充分的認可。
RRH的特點(diǎn)及應用
作為傳統基站的變形，RRH具有傳統基站和直放站不可替代的優(yōu)勢與特點(diǎn)。
RRH體積小巧、重量輕，安裝便捷，射頻部分距離覆蓋點(diǎn)天線(xiàn)最短，節約能源的絕對消耗，因此大大地降低了網(wǎng)絡(luò )的成本投入和后期運維費用。RRH扇區可以根據應用的需要在靠近覆蓋區域的地方任意選擇RRH的安裝地點(diǎn)，站點(diǎn)分布可以是規則的，也可以是零散的，不再受單一天線(xiàn)鐵塔的位置限制。
RRH避免了直放站信號的簡(jiǎn)單重復放大，簡(jiǎn)化系統環(huán)節，且不像直放站僅改變原有扇區的覆蓋拓撲，而是占用一定的基帶資源為特定RRH扇區射頻系統提供容量服務(wù)，不會(huì )產(chǎn)生直放站的接收噪底抬升以至飽和自激的問(wèn)題，更可以通過(guò)基站的操作維護系統進(jìn)行日常維護工作。
和基站扇區一樣，RRH扇區共享宿主基站的基帶資源池，獨享扇區功率。RRH射頻指標也可以參照3GPPR6規范建議基站標準設計為廣范圍、中等范圍和小范圍幾種類(lèi)型。室外的RRH扇區與傳統扇區可以遵循相同的蜂窩拓撲結構，當RRH扇區的容量不能滿(mǎn)足容量需求的快速增長(cháng)時(shí)，可以方便地將RRH扇區替換為傳統的基站扇區，快速實(shí)現網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)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(diǎn)總數的10%-15%。但光纖會(huì )引入傳播時(shí)延，因此設計時(shí)還需要綜合考慮光纖長(cháng)度。
在有覆蓋深度要求且業(yè)務(wù)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(shí)現所需的無(wú)線(xiàn)覆蓋。據粗略規劃經(jīng)驗，以RRH扇區作為信號源適用于中、低業(yè)務(wù)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(chǎng)上已有很多不同特性的RRH產(chǎn)品，適當地選擇可以加速網(wǎng)絡(luò )建設的速度、降低設備成本，服務(wù)于經(jīng)濟型網(wǎng)絡(luò )建設。在網(wǎng)絡(luò )建設初、早期的RRH需求可以從如下方面考察。
功率：RRH已有從數百毫瓦至數十瓦發(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的RRH在站點(diǎn)受限地區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(wù)需求量高的密集城區室外和室內覆蓋場(chǎng)景，20WRRH將是主流產(chǎn)品。功放效率技術(shù)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(chǎng)景。這類(lèi)需求數量少但很重要，RRH相對于基站已不具有節省投資與運維的優(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(wù)密度低的室內覆蓋或邊遠郊區廣覆蓋的場(chǎng)景，但這里多為網(wǎng)絡(luò )建設的成熟期之后考慮的覆蓋范圍，且郊區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(xiàn)性性能，頻帶越寬、要求越高，則成本越高。從網(wǎng)絡(luò )部署的階段和需求來(lái)看，單載頻容量受限且無(wú)法滿(mǎn)足雙載頻網(wǎng)絡(luò )連續覆蓋的要求。三載波RRH扇區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(mǎn)足初、早期容量過(guò)渡和無(wú)線(xiàn)規劃要求。
光纖距離：據聯(lián)通CDMA網(wǎng)絡(luò )實(shí)際部署經(jīng)驗，在城市中最大光纖距離10Km即可滿(mǎn)足應用需求。RRH扇區雖然部署靈活，但也應考慮到與常規扇區之間的相鄰及切換關(guān)系的定義。如果RRH扇區光纖距離太遠，則必然需要一套繁雜的相鄰小區數據庫，使網(wǎng)絡(luò )管理復雜化，且不利于網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)過(guò)程中的變更需求。
拓撲連接：星型連接可靠性高，是目前運營(yíng)商采用絕對多數的基站拓撲連接方案。鏈型連接適用于隧道、高速公路場(chǎng)景，參考目前GSM/CDMA系統在北京地鐵里也僅是在車(chē)站提供覆蓋的現實(shí)，這些區域往往是網(wǎng)絡(luò )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(diǎn)
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基站按照常規的三扇區基站進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )設計，也可以經(jīng)簡(jiǎn)單的現場(chǎng)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功能變更為傳統基站與RRH宿主站的綜合體，同時(shí)提供傳統三扇區和三個(gè)RRH扇區，服務(wù)于北電的“智能無(wú)縫覆蓋”方案——用傳統扇區和RRH扇區靈活組合實(shí)現完善的密集城區無(wú)縫覆蓋需求，實(shí)現平等高度、均一頻率的無(wú)線(xiàn)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(luò )容量。由于城區的建筑物與街道分布決定了不可能完全按照無(wú)線(xiàn)規劃設計尋找合適的站點(diǎn)，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，還可以利用六扇區的混合配置以一套基站實(shí)現兩套基站的覆蓋能力，實(shí)為運營(yíng)商建設經(jīng)濟型高性能網(wǎng)絡(luò )的好助手。
將傳統基站與宿主基站兩個(gè)角色合二為一，一則減少了運營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò )設計難度，二則降低了備件的儲存需求，三則提高了網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)過(guò)程中整合變更的靈活度。這些優(yōu)點(diǎn)已被越來(lái)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(wú)線(xiàn)設備RE，可以令運營(yíng)商的設備選擇更為靈活，同時(shí)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(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )建設中，必將在即將到來(lái)的第三代無(wú)線(xiàn)通信系統的建設中發(fā)揮引人注目的作用！
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