GSM数字射频拉远系统.ppt

GSM数字射频拉远系统GSMDigitalRemoteRFUnit GRRU 京信通信系统 中国 有限公司2008年6月 StockCode 2342 HK 目录 3 GRRU与其他设备的比较 03年启动软件无线电的项目研发05年成功研发出3GRRU设备06年将软件无线电技术应用于GSM系统07年初 成功研发出GRRU GSM数字射频拉远系统迄今已广泛应用于GSM网络高铁 校园 村通 道路和室内等区域的覆盖 京信GRRU的研发历程 GRRU是采用软件无线电技术 将GSMUm口信号数字化 通过光纤传送到远端 利用远端射频单元再生 放大 实现基站信号拉远覆盖的无线网络覆盖设备 概念 系统原理框图 数字中频单元主要实现将RF信号转换成数字信号数字处理单元通过信号处理实现GRRU的各种功能数字传输单元实现数字基带信号的光传输RF单元实现RF信号的功率放大 小信号的低噪声接收等电源单元为各模块提供基本的供电控制单元实现对各功能单元的本地和远程监视和控制 系统原理简介 系统外观 采用符合CPRI标准的传输接口 并应用数字光端机技术 技术特点 射频信号不随光信号的衰减而衰减 在长距离和多路分路传输系统中保持动态范围不变采用数字传输 信号可以多次再生传输的误码率小于10exp 12避免上行射频信号过强诱发光端机饱和 技术特点 以ns级速率跟踪处理每个载频 每个时隙的信号 彻底消除上行噪声干扰数字滤波具有比声表面滤波器更佳的滤波特性完全支持EDGE智能化载波调度 利用软件无线电的方法把RF信号数字化 在数字域对信号进行处理 极大增强了设备对信号的处理和控制能力 技术特点 采用60W的高线性功放 8载频时每载频输出可达7W与上行噪声控制技术配合 实现了大功率覆盖时完美的上下行链路平衡 采用大功率高线性功放技术 确保多载频拉远时超过微蜂窝而接近于基站的覆盖能力 主要技术参数 噪声抑制功能 单独对各射频拉远单元的上行噪声进行控制极大减少各射频拉远单元之间上行噪声的相互干扰彻底消除上行噪声对基站的影响 功能特点 超低噪声原理 A D DSP A D DSP BTS NF 20dB 121dBm 200kHz 91dBm 200kHz 136dBm 200kHz DAU DOWNLINK UPLINK L 45dB 关断模块 G 10dB G 0dB 功能特点 关闭噪声抑制功能的上行时隙图 开启噪声抑制功能的上行时隙图 注 测试点为接入控制设备DAU的射频输出口测试设备为一拖二GRRU系统 自动时延调整功能 实时测量各拉远单元DRU与接入控制设备DAU之间的时延能自动或手动调整各个DRU与接入控制设备DAU之间的时延消除同扇区DRU之间重叠信号覆盖区域的时延色散干扰 功能特点 光缆 DAU DRU 不采用时延调整功能时延差超过15us的两覆盖设备重叠覆盖区域通话质量差 小于4 5km的光缆 DRU 功能特点 DAU和DRU之间具有一点对多点的星形连接功能DRU之间具有点对点链状的菊花链组网功能光波分复用器件和菊花链功能配合使用 可以大大节约光缆资源 使系统组网更加灵活 菊花链组网功能 功能特点 DRU覆盖范围之间用户上行链路得到改善 终端与两台DRU距离相等时 两台DRU同时接收到终端上行时隙 将同时打开上行电路 整个GRRU系统形成一个射频合并器 为上行链路贡献3dB的增益 菊花链组网功能 功能特点 DAU BTS DRU DRU d d DRU覆盖范围之间用户上行链路得到改善 终端与两台DRU距离不相等时 两台DRU接收到终端信号存在时间差 两个信号回到基站存在不相关衰落 因而能被均衡器利用 可以提高信号接收质量 菊花链组网功能 功能特点 DAU BTS DRU DRU d2 d1 拓扑结构 功能特点 极限链接6台 每台DAU并联4路 带外抑制优于声表面滤波器带内波动小于声表面滤波器相位线性 功能特点 数字滤波器400KHz 78dB 声表面滤波器500KHz 40dB 功能特点 无线信道业务量和参考话务量统计功能 针对每个时隙进行的无线信道业务量统计针对每个DRU进行独立无线信道业务量统计运营商清楚地了解话务分布情况运营商知道设备的投资利用率 按预设时间进行调度按检测到DRU实际话务量进行调度按检测到覆盖区域基站的实际话务量进行调度 自动话务调度功能 设备应用于载波池 无线资源动态分配解决方案时 具有更加灵活的调度能力 自动话务调度功能 载波池动态调度技术 载波路由器概念 任意载波任意时刻任意远端 可扩展功能 自动话务调度功能 DRU1 主光缆 DAU BTS DRU2 DRU3 主光路正常时 下行信号的传输方向 备用光缆 可扩展功能 自动环路保护功能 可扩展功能 自动环路保护功能 当覆盖设备与基站连接时 一般要求引入底噪声小于 120dBm 常规直放站都是通过调低GUP的办法规避直放站对基站的影响 往往会造成不同程度的上下行不平衡 当1个基站带多台直放站时 噪声叠加导致底噪更大抬升 必须进一步下调Gup 造成更大的链路不平衡具有噪声抑制功能的GRRU系统 无论接入1台或多台DRU 其引入的噪声始终为 131dBm 彻底消除对基站的干扰 并不需要下调Gup 链路平衡不受任何影响 与传统光纤直放站比较 噪声对基站的影响 组网能力比较 传统直放站的光接收灵敏度为 10dBm 限制了连接远端的数量和光路距离 远端数量不超过4台 光路一般不超过20公里 光功率受限 GRRU光接收灵敏度高 解调能力强 组网灵活 适应能力超强 远端数量可达24台 如果采用时隙合并基站为信源 光路最远可达80公里 时隙受限 与传统光纤直放站比较 时延色散问题 传统光纤直放站因时延色散问题 导致相邻远端不能采用同一扇区信号 而必须采用扇区交替覆盖的方式解决 使得设计 施工难度大 工程可实施性差 且人为引入过多扇区切换GRRU的DRU可以任意调整时延 使相邻DRU时延一致 彻底消除时延色散干扰 与传统光纤直放站比较 与传统光纤直放站比较 与传统光纤直放站比较 与基站 微蜂窝比较 拓扑结构 基本性能比较 与GSM微蜂窝比较 扩容能力比较 与GSM微蜂窝比较 对网络影响比较 与GSM微蜂窝比较 与基站特性类比 采用大功率高线性功放 具备与基站接近的RF覆盖性能采用数字中频和大动态A D D A器件 RF接收性能和基站一致采用数字高速CPRI协议后 误码率小于10exp 12数字平台对I Q信号处理方式和能力与基站相同采用E1或以太网口作为监控传输接口 可提供与基站相同的网络管理能力参照基站可靠性 可维护性标准进行系统设计 采用噪声抑制功能和分集接收功能 在不干扰基站的情况下实现信号大功率输出的链路平衡 获得与基站相同的覆盖效果消除多远端对施主基站的噪声影响 远端数量可达24个 提高施主基站信道利用率 便于基站扩容和维护采用光波分复用设备和菊花链的组网方式 减少传输资源的占用无线信道业务量和参考话务量统计功能 使运营商随时了解各远端区域的业务增长情况 为制定符合实际情况的市场拓展计划和网络扩容计划提供基础数据 村村通工程 采用噪声抑制功能和扩展分集接收功能 在不干扰基站的情况下实现信号大功率输出的链路平衡 获得与基站相同的覆盖效果消除多远端对施主基站的噪声影响 远端数量可达24个 提高施主基站信道利用率 便于基站扩容和维护采用光波分复用设备和菊花链的组网方式 减少传输资源的占用时延调整功能 无需实施扇区交错覆盖也能达到很好的通话效果 减少因切换 提高用户体验和网络指标 铁路 隧道 公路等狭长地区的覆盖 应用自动话务调度功能 根据覆盖区域的实时话务量 自动调动一个或多个扇区信号进行话务吸收 解决展馆或体育场所平常话务量低 但不定时突发性话务量高的问题数字滤波技术的应用 极大提升了设备抗干扰和抗饱和的能力 全面支持EDGE制式信号远端单元简约的工程环境要求使系统具有强大的环境适应能力 适应各类业主要求苛刻场所覆盖 展馆或体育场所的覆盖 载波池 城区楼群 校园的覆盖 消除多远端对施主基站的噪声影响 远端数量可达24个 提高施主基站信道利用率 便于基站扩容和维护采用光波分复用设备和菊花链的组网方式 减少传输资源的占用时延调整功能 无需实施扇区交错覆盖也能达到很好的通话效果 减少因切换造成的信令负荷增加远端单元简约的工程环境要求使系统具有强大的环境适应能力 适应各类业主要求苛刻场所覆盖 扩展分集接收功能和大功率下行信号发射能力确保系统的广域覆盖能力和与之相适应的链路平衡数字滤波技术的应用确保了系统在城区复杂电磁环境里的抗干扰和抗饱和能力传输的大带宽可用一套光端机实现多扇区 1 3扇区 或多制式 GSM DCS TD WCDMA 的传输 大大节约多系统共站的建设投资 作为基站拉远设备解决城区建站难 湟源东峡长约20公里 其间有青藏铁路 109国道 西宁至倒淌河高速公路由此经过 是青海湖一日游 丝绸之路六日游 青藏八日游等黄金旅游线路的必经之路 车辆来往频繁 青海湟源东峡道路覆盖解决方案 HYDX DK 01 问题 流通性突发话务峰值十分高 造成SDCCH TCH大量溢出9个小区总的话务量并不高 每线话务量却低于整网 青海湟源东峡道路覆盖解决方案 分析 湟源东峡的地理位置比较特殊 其峡谷固定住户中移动手机用户较少 用户主要集中在高速公路上的汽车和铁路上的火车内 话务呈流动性大 突发性高的特点 根据爱尔兰b表典型载频配置的平均信道容量 在呼损2 情况下的示意如下图 青海湟源东峡道路覆盖解决方案 分析 4载频以下 信道容量较低 当扇区载频配置在4TRX以上时载频利用率较好 4TRX的载频利用率在70 左右 6TRX则在80 左右 解决方案 采用GSM数字射频拉远系统 将载波资源集中到某站 利用数字射频拉远单元远端替代原基站进行覆盖 不再进行基础设施建设 少占用宝贵的光缆资源 不新增载波资源的情况下 利用现有的资源实现良好覆盖 吸纳话务量 解决流动性的高话务带来的拥塞问题 提高了网络资源利用率且投资相对较小 是一种比较符合目前网络现实情况的解决方案 青海湟源东峡道路覆盖解决方案 拆小做大 提高信道利用率 有效的抗话务冲击 选用功能 菊花链功能 光波分复用加菊花链连接功能使整个系统仅仅占用了2芯光纤 较好地解决了该点光缆资源紧张的问题 节约了运营商在传输上的投资 青海湟源东峡道路覆盖解决方案 噪声抑制功能 把基站信号延伸到四个地方进行大功率覆盖 GSM数字射频拉远系统开通后西门子基站实际检测到A B两扇区的上行干扰等级分别为0 8和1 4 青海湟源东峡道路覆盖解决方案 时延调整功能 调整近基站端DRU的时延与远基站端DRU时延一致 避免时延色散 保证覆盖效果 选用功能 青海湟源东峡道路覆盖解决方案 HYDX DK 01 网络结构 7号站 A B两个区 西面是A区 基站直接覆盖 东面是B区 DRU覆盖 B区DRU覆盖 A区DRU覆盖 替换前后系统性能对比 青海湟源东峡道路覆盖解决方案 替换前话务情况替换后话务情况 原覆盖效果 GRRU覆盖效果 青海湟源东峡道路覆盖解决方案 广州购书中心解决方案 广州购书中心解决方案 三个室内覆盖站点的话务特点各不相同 广州购书中心人流量大 话务量高 尤其是周末和节假日话务比平时要高出一倍左右 最忙达到33 88Erl 建和大厦为写字楼 人口密度大 话务量高 但主要集中在周一至周五的工作日 最忙达到18 99Erl 而周末和节假日的话务非常低 天文苑为住宅小区 一周话务都维持在一个极低的水平 不超过3Erl 覆盖现状 广州购书中心解决方案 覆盖现状 广州购书中心解决方案 三个站点话务量在不同时段的叠加值 一周话务比较平均 每天的忙时话务都在35Erl左右 因此这三个站点的话务量有较好的互补性 合并信源可以