W网规高培-RRU分布式基站应用及直放站对比.ppt

RRU分布式覆盖测试和应用专题 RRU分布式覆盖解决方案RRU分布式覆盖测试结果分布式覆盖经济性分析RRU的工程实践 RRU 射频拉远模块 IF RF单元 基带单元 线性功放 RRU3802C 使用光纤接口将本地富裕容量拉远 通过远端射频单元RRU实现远端覆盖RRU共享宏基站的基带资源 根据容量需求可以灵活地配置基带单板 宏蜂窝BTS3812 射频拉远技术的实现 远端模块 热管散热器操作维护腔电源线天馈跳线RRI光纤接口模块安装架模块间走线 密闭走线盒 盲插接头后遮阳罩前遮阳罩 电源模块 NPSU 射频接口模块 NRRI 射频模块 NDRU RRU模块结构 RRU光接口特性 单小区的上下行数据流量计算公式 单小区速率 2 bit数 3 84Mbps n n倍的码片速率 单小区不分集 100M左右 收发分集 200M左右级联上下行速率1 25G 级联可支持4个小区 含分集 时钟同步8B 10B编码 线路恢复时钟 软件锁相 保证发射信号的频率稳定度满足协议要求 0 05ppm 时延处理时间延迟主要包括RRU内部通道延迟 光传输延迟在主基站采用华为专利的自动时延补偿技术进行延迟补偿操作维护RRU3802C的操作维护主要通过主基站实现 也可以通过近端维护台或远端维护台来维护 射频拉远的应用场景 分布式覆盖 分布式覆盖 将大容量宏蜂窝基站集中放置在可获得的中心机房中 通过光纤将射频前端拉远 分置于网络规划所需的站点上 基带部分集中处理每个站点初期按照3x1规划 在用户或业务量增加时可以平滑扩容到3x2 光纤 RRU分布式覆盖的扩容 3 1 3 2 不使用CWDM时 3x1扩容到3x2需增加一对光纤 光纤 采用CWDM技术 一对光纤可直接支持3x2配置 3 2 使用2载频 扇区RRU构成3x1站型时 需要两个RRU机箱 3个收发信单元扩容时室外部分只需要再增加一个RRU机箱和相应的收发信单元 基带部分增加对应单元简单调整天馈连接关系 无需增加新的天馈单元 射频拉远的应用场景 级联 宏基站 采用CPRI标准的传输技术 将RRU控制 操作维护等信息通过拉远接口传输到主基站中 V1 5版本支持 功放采用DPD 削波技术 效率达到20 单跳最大40km 采用集成数字中频设计 单机框支持12个载频扇区采用自主设计高集成度ASIC 单机框支持1536等效话音信道支持最多达12个载频扇区的射频拉远 级联最大拉远距离可达100km 射频拉远的应用场景 级联 Max3opticalportsperNIFPMax4levelsRRUcanbecascadedMax2cellsperRRUMax100kmfor4cascadesMax40kmperlevelMax12intra frequencycells RRU分布式覆盖解决方案RRU分布式覆盖测试结果分布式覆盖经济性分析RRU的工程实践 A试验局测试组网图 核心网 RNC和NodeB主站部分放置于 机房 采用光纤将14个RRU每2个一组放置于7个站点 组成7个3 1的宏蜂窝 覆盖 区主要街道 覆盖测试理论分析 从覆盖面积上来说 一个RRU就相当于宏基站的一个扇区 其链路预算方法与宏基站没有任何区别缆损 由于RRU安装一般尽可能的靠近天线 所以对比宏基站来说 在相同的机顶口发射功率下 它减少了馈缆损耗 从而充分利用射频输出功率解调所需Eb N0 由于RRU引入了传输时延 可能会造成Eb N0恶化约0 1 0 2dB 可忽略不计 RRU覆盖测试结果 导频Ec Io大于 12dB Ec大于 105dbm的点占总测试点数99 88 各小区覆盖范围正常 无越区覆盖 测试区域内无导频污染 导频覆盖良好12 2k语音业务 在整个测试区域内 无论空载和加载 业务上下行覆盖良好 UE及NodeB发射功率正常PS64k数据业务 在整个测试区域内 无论空载和加载 业务上下行覆盖良好 UE及NodeB发射功率正常 RRU覆盖效果与类似条件下宏蜂窝覆盖能力相同 容量测试理论分析 影响容量的指标为NodeB机顶口发射功率 NodeB机顶最大发射功率 非正交化因子 噪声系数 解调所需Eb N0 小区负载 上下行业务类型 邻区干扰因子与设备相关的参数为NodeB机顶口发射功率和NodeB机顶口最大发射功率 RRU和基站之间的延时均不影响这些指标 本次测试的RRU采用的是10W功放在宏基站馈缆损耗为3dB 等效为50m的7 8馈缆 时 10W的RRU和20W的宏基站在天线口的发射功率相同 当宏基站馈缆损耗超过3dB RRU在容量上比宏基站更有优势 反之则宏基站有优势从基带容量上来说 RRU与宏基站的容量完全一样 RRU 宏基站容量测试对比 RRU普通城区容量测试结果正常 经过具体数据比较 容量与类似条件下的Z局普通城区宏基站能力相同 切换测试理论分析 切换测试之前 主要担心的是传输延迟对切换的影响传输延迟主要包括RRU内部通道延迟 光传输延迟 这两者都是固定值 均可通过时延补偿在更软切换时 要求相邻小区两路信号的时延差不超过2000chip 即限制了2个拉远小区距离主基站的距离差要小于2000chip 约100km通过基带处理部分的时延补偿 能够解决对切换带来的影响 RRU切换测试结果 RRU的各种拉远组合下网络质量和设备性能优良 RRU功控测试结果 不同业务的SIR比较 不同业务的BLER比较 协议对下行功控模式下的BLER均值范围作了规定 不超过 30 协议对上行BLER均值和均方差没有规定 功控测试结论 通过试验数据和分析可以做如下结论 华为WCDMARRU系统上 下行外环功率控制算法功能正常 性能达到协议要求 各种业务 包括话音业务和数据业务明显优于协议要求 在网络有效覆盖范围内 上下内 外功控收敛 能够长期稳定运行 RRU普通城区功控测试结果正常 光传输造成的时延不影响功控效果 与类似条件下普通城区宏蜂窝的功控效果相同 RRU的环境适应性 由于RRU为室外型设备 所以在环境适应能力设计上做了以下考虑来满足严酷的环境要求 整个机柜为密封结构 防水防尘等级达到IP55 机柜结构件防湿热 霉菌和盐雾大量采用工业级器件提高苛刻的环境温度的适应能力 机柜采用自然散热 机柜内置薄膜加热板满足低温地区使用 NodeB的电缆护套采用室外型电缆 防水耐低温 提供40kA 60kA防雷箱 满足多雷区环境应用 针对市电掉电严重地区 提供UPS配套解决方案 操作维护信息通过光纤传送 可在NodeB近端对RRU进行维护和升级A试验局位于东南沿海 测试期间经历了雷雨 酷热等恶劣天气 RRU经住了考验 设备稳定 未出现宕机等现象 RRU分布式覆盖解决方案RRU分布式覆盖测试结果分布式覆盖经济性分析RRU的工程实践 某省会城市网络规划 场景划分 本次规划未考虑Rural 覆盖要求 链路预算 网络估算 经济性分析的输入 未考虑光纤 E1费用 未考虑维护人员费用 未考虑设备成本 未考虑RRU基带资源池带来的CE数节省 未考虑RRU寻址 建设速度快带来的收益 提前放号可以争得大量先机 两种建网方案的不完全投资对比 两种建网模式的不完全投资对比 仅从工程建设 配套设备等的初期投入考虑 分布式覆盖节省投资68 仅从机房租金 电费方面考虑 分布式覆盖每年节省投资68 单载波 66 两载波 RRU分布式覆盖解决方案RRU分布式覆盖测试结果分布式覆盖经济性分析RRU的工程实践 解决酒店的室内覆盖 天线位置 天线位置如图所示 1个天线覆盖3个floors 覆盖两侧所有房间 例如 该天线位于18楼 则不仅仅覆盖本层18楼 同时向下覆盖17楼和向上覆盖19楼 天线放置的具体楼层 Mezzanine 3 6 9 12 15 18 21 24 26 27 天线口的输出功率 18 20dBm 1个NodeB 3812 3RRU 每个RRU一个扇区 NodeB和RRU放置四个不同位置 分别位于不同楼层 天线位置如图所示重点区域和楼层通过室内系统覆盖其他楼层由室外宏基站提供覆盖 在有室内覆盖系统的楼层 每个楼层有2个天线 分别置于2侧走廊的中间位置 分别覆盖2侧的房间和走廊 天线口的输出功率 18 20dBm 设备 一个NodeB 2个RRU 一个2扇区 一个单扇区 解决酒店的室内覆盖 天线位置 天线位置 解决展览馆 世贸 的室内覆盖 NodeB RRU RRU RRU 1NodeB 3RRULocationsofNodeB RRU A试验局分布式覆盖方案应用举例 核心机房里集中放置多个NodeB 基带资源集中管理 远端每2个RRU组成一个3 1的宏蜂窝 两个RRU分开放置 使得3个扇区的馈缆都尽可能短 B试验局RRU测试组网图 政七街 宏基站 干部学校站 财经学院站 贵人香酒楼站 恒丰源 宏基站 轻工学院站 文化路 宏基站 创新大厦站 财税高专站 富达商务站 金源大厦 宏基站 假日酒店站 黑朱庄站 RNC 土地规划院站 土地规划院站 新增RRU站点示意图 B试验局建设对比 C试验局 RRU远程供电试验 C试验局 RRU远程供电测试结果 采用特制电缆将光纤和电源线绞合在一起 电源线直径约10mmRRU两载波同时工作且输出最大功率时 逆变器输出电压220V时电源可以传输3km左右 300V是可以传输9km 不同电源电压和传输距离对光纤特性无影响 RRU设备工程参数 RRU的安装方式示例 墙面安装 拉线塔安装 支架安装 抱杆安装 用作室内覆盖时的安装方式墙面安装支架安装 RRU的安装方式示例 室内 RRU与直放站比较 直放站与RRU比较 主要区别在于 1 RRU增加容量 而直放站不增加容量 前者在远处增加了一个小区 而直放站则是在远处重复小区 小区数并没有增加 2 RRU不降低系统的灵敏度 而直放站会降低系统的灵敏度 系统的灵敏度直接导致宏蜂窝的覆盖和容量降低 RRU与直放站比较 使用直放站后 会带来一系列的影响 1 对小区覆盖的影响 直放站接收机本身存在热噪声 因此会给经直放站放大后的信号增加热噪声 从而会造成施主基站噪声电平的提高 降低施主基站接收机的灵敏度 同时也会导致施主小区的覆盖半径收缩 在典型郊区环境下有13 的覆盖半径减小 所以在已有网络中增加直放站时 不能放置在施主小区原覆盖边缘 而需要考虑13 的余量 以保证直放站与施主基站间不会出现覆盖空洞 在新建网络中存在直放站时 也需要考虑噪声系数变化对链路预算的影响 对于RRU 从覆盖面积上来说 一个RRU就相当于宏基站的一个扇区 其链路预算方法与宏基站没有任何区别 并且由于RRU是尽可能的靠近天线 所以对比宏基站来说 在相同的机顶口发射功率下 它减少了射频部分的馈缆损耗 从而充分利用射频输出功率 RRU具有优势 RRU与直放站比较 2 导频污染 射频直放站 直放站作为双向放大器 只能区分不同频率而不能区分不同码字 如果施主天线附近存在多个与施主小区相同频率的信号 射频直放站无法区分 将多个小区的信号转发到待覆盖区域后造成导频污染 影响网络质量 对于RRU不存在这个问题 RRU与直放站比较 3 对定位的影响 由于使用直放站会引入额外的延时和频偏 如果直放站没有特殊设计 无法补偿这种延时 会对WCDMA的定位算法性能产生影响 直放站引入的延时有两部分 一部分是直放站自身的处理延时 约5 6us 另一部分是在信号传播路径上增加的延时 OTDOA在基于OTDOA的LCS中 UE通过测量多个 3 UTRACPICH的到达时间来进行位置估计 引入直放站后 基站下行信号的到达时间将严重滞后 引入直放站后OTDOA定位方法的性能会恶化 对于RRU 基站下行信号的到达时间将滞后 但由于RRU是独立小区 OTDOA是基于双曲线的定位方式 计算的是相对时间差 OTDOA从原理上避免了CELLID RTT带来距离计算误差问题 所以对OTDOA的定位业务也没有影响 RRU与直放站比较 3 对定位的影响 续 Cell ID引入直放站后 小区的覆盖区域发生变化 定位的精度将会变得更差 对于RRU 与宏蜂窝相比 小区的覆盖区域没有发生变化 因而对使用CELL ID方式的定位业务没有影响 RRU与直放站比较 3 对定位的影响 续 A GPS网络通过提供频率参考 基站的频率稳定度比GPS更高 0 05ppmvs20ppm 或提供时间参考的方式减少UE搜索时间并提高定位精度 引入直放站对A GPS定位方法的影响主要包括两个方面 第一是直放站频漂带来的影响 第二是直放站引入的额外传播延时带来的影响 移动台通过参考小区的SFN帧定时来做定时参考 直放站引入的额外传输延时导致移动台定时与网络侧定时的偏差增大 这将导致GPS捕获的搜索窗宽度增加 最终导致检测的虚警率提高 测量性能下降 对于RRU 由于RRU使用了华为专利的时延补偿技术 拉远不会对AGPS的定位方式带来影响 RRU与直放站比较 4 对功率控制的影响 在直放站覆盖区域 由于多径条件改变 以及直放站可能没有接收分集 会改变功控余量要求 影响功控性能 当直放站发射功率受限时 如果NodeB发射功率尚未达到最大值 且SIR低于SIRtarget 则UE要求NodeB增大发射功率 NodeB增大的发射功率不能导致UE的SIR提高 因直放站发射功率已经饱和 对于RRU 由于RRU引入了传输时延 会造成Eb N0恶化约0 1 0 2dB 对功