基站基带拉远rru与光纤直放站应用比较

1、 很多基站设备提供商推出RRU设备，有的推出微蜂窝设备，很多情况是在没有确定基站规划目标情况下，将RRU当作NodeB节点来使用。造成在一个基站服务扇区内有多个NodeB节点，一旦网络全面开通将形成扰码污染、邻区列表数十个，软切换到处存在，出现虚假话务量，网络质量很难提高。如果在基站规划一次到位情况下，适当使用无线和光纤直放站，效果就大大不同，整个扇区只有一个主扰码，导频污染没有了，邻区列表简单化，直放站产生的泄漏变成有益的多径信号，使得服务区内网络整体质量得到很大提高，因此基站规划头等重要。 WCDMA是自干扰系统，覆盖和容量总是矛盾的，要使容量大，覆盖区就变小，而直放站是用来扩大覆盖区（包

2、括下行和上行覆盖区），可供更多用户接入网络，相当提高系统容量。 关于直放站引入噪声问题，假定一个20W基站带一个20W的直放站，原来只有一个基站覆盖区，而现在有两个覆盖区，即基站覆盖区和直放站覆盖区，经计算原基站仅提高了3dB底噪声（实际可控制小于3dB），而整个覆盖区将近扩大1.7倍。一、RRU原理 1、RRU原理及应用 2、基站与拉远系统RRU之间的接口 3、基站基带调制与RRU单元相连接（下行） 4、CPR1和OBCA1接口 5、基站与RRU连接方式二、光纤直放站原理 1、光纤直放站原理及应用 2、基站与光纤直放站连接方式 三、RRU与光纤直放站在WCDMA网络中应用比较 1、RRU基带

3、池与光纤直放站载波池应用比较 2、基站+RRU应用 3、基站+直放站应用 4、直放站作用分析 抑制导频污染 扩大高速数据用户的覆盖区 为基站选址提供帮助 5、WCDMA直放站有利于增加射频容量分析 5.1基站加塔放和光纤直放站带来好处分析 5.2基站加光纤直放站带来好处分析 6、RRU与直放站应用比较小结RRU原理及应用原理及应用RRUWCDMA基带池基带池当覆盖区内环境要求苛刻（机房，当覆盖区内环境要求苛刻（机房，电源等），无法建设基站。电源等），无法建设基站。可将基站主要部分放在机房中，射频处理部分放到可将基站主要部分放在机房中，射频处理部分放到覆盖区域，之间采用光纤传输数字基带信号。覆盖

4、区域，之间采用光纤传输数字基带信号。射频部分原理框图射频部分原理框图RRU原理及应用原理及应用射频部分完成功能射频部分完成功能RRU原理及应用原理及应用RRU应用应用RRU之间载频相同扰码不同之间载频相同扰码不同RRU之间载频不同扰码相同之间载频不同扰码相同RRU之间载频相同扰码相同之间载频相同扰码相同RRU之间载频不同扰码不同之间载频不同扰码不同多个多个RRU共同享用一个信道共同享用一个信道池的容量池的容量扰码相同组成扰码相同组成1个扇区个扇区扰码不同组成扰码不同组成2个扇区个扇区信道池信道池（基带池）（基带池）RRU1RRUnRRU2RRU原理及应用原理及应用基站与拉远系统基站与拉远系统R

5、RU之间的接口之间的接口基站拉远系统：即基带处理留在基站，射频调制放在远处，之间通过基带信号连接也是一个组织开放接口。核核心心网网RNC基基站站基基带带处处理理基基带带接接口口RRU光光纤纤CPRI或或OBASI接接口口基基站站拉拉远远系系统统CPRI组织成员(排名顺序不分先后)：Ericsson Huawei NEC Nortel SiemensOBSAI组织成员(排名顺序不分先后)：Nokia ZTE LGE Samsung Hyundai 基站基带基站基带处理处理系统与系统与RRU相连接（下行）相连接（下行）BCCH广播控制信道PCCH寻呼控制信道CCCH公共控制信道DCCH专用控制信道

6、DTCH专用业务信道 NBCH广播信道.PCH寻呼信道FACH前向接入信道DCH专用信道.P-CCPCH(*)主公共控制信道S-CCPCH辅助公共控制信道DPDCH (每个UE一个或多个) 专用物理数据信道.DPCCH (每UE一个)专用物理控制信道Pilot, TPC, TFCISSCi逻辑信道逻辑信道传 输 信传 输 信道道物理信道物理信道f1下行链路下行链路RF输出输出专用物理信道(DPCH)每UE一个DSCH下行共享信道CTCH公共业务信道CPICH公共导频信道空数据编码PDSCH物理下行共享信道AICH 捕获指示信道PICH 寻呼指示信道捕获指示信道寻呼指示信道AP-AICH接入前导

7、捕获指示信道接入前导捕获指示信道CSICH CPCH状态指示信道CPCH 状态指示信道CD/CA-ICH 冲突检测/信道指配指示信道 冲突检测/信道指配指示信道S/PS/PS/PS/PS/PS/PS/PS/PS/PS/P下行扰码下行扰码I+jQI/Q调制调制QICchCch 256,1Cch 256,0S SGSPSCGPS S同步码同步码(*)S S基带滤波基带滤波基带滤波基带滤波GainGainGainGainGainGainGainGainGainGainSCH 同步信道同步信道DTCH专用业务信道 1DCH专用信道复用复用CCTrCHDCH专用信道.编码编码编码编码编码编码IubCch

8、CchCchCchCchCchCch基带滤波基带滤波基带滤波基带滤波f1RF输出输出I/Q调制调制SC1SC1RRU单元单元射频调制系统RRU射频调制与解调系统射频调制与解调系统它包括：它包括： 低噪声放大器、低噪声放大器、 模拟射频接收机、模拟射频接收机、 ADC、 数字下变频、数字下变频、 数字滤波与天线分集、数字滤波与天线分集、 多载波功放、多载波功放、 模拟射频发射机、模拟射频发射机、 DAC、 数字上变频器、数字上变频器、 预失真与数字滤波等部件。预失真与数字滤波等部件。对这些部件均有一定的监控和管理量。对这些部件均有一定的监控和管理量。CPRI 和和OBCAI接口概述接口概述CPR

9、I 接口接口CPRI所处的位置图所处的位置图OBSAI 接口接口OBSAI（Open Base Station Architecture Initiative）的开放式基站架构图）的开放式基站架构图 CPRI 和和OBCAI接口概述接口概述CPRI线比特率，选择线比特率，选择1 614.4Mbit/s 适用标准：适用标准：IEEE Std 802.3-20021 SEC 39(电缆电缆)IEEE Std 802.3-20021 SEC 38(光缆光缆) CPRI线比特率，选择线比特率，选择2 1228.8Mbit/s(2614.4Mbit/s) 适用标准：适用标准：IEEE Std 802.3

10、-20021 SEC 39(电缆电缆)IEEE Std 802.3-20021 SEC 38(光缆光缆) CPRI线比特率，选择线比特率，选择3 2457.6Mbit/s(21228.8Mbit/s) 适用标准：适用标准：IEEE Std 802.3-20022 SEC 47(电缆电缆)IEEE Std 802.3-20022 SEC 53(光缆光缆) 长期频率源稳定度长期频率源稳定度 0.05PPm 同步同步 8B/10B编码编码 在不同在不同Tx时间序列误差时间序列误差 1/4 Tc CPRI接口性能需求（需用千兆以太网传基带信号）接口性能需求（需用千兆以太网传基带信号）CPRI 和和OB

11、CAI接口概述接口概述基站与基站与RRU连接方式：同频连接方式：同频不不同扰码方式同扰码方式(从从NodeB引出引出)基站拉远系统光纤基站拉远系统核心网Iub基站基带处理RNC基带接口射频基站基带接口基带接口BRU远端BRU远端光纤f1SC3f1SC2f1SC1基站与基站与RRU连接方式：同频不同扰码方式连接方式：同频不同扰码方式(从从RNC引出引出)说明说明：不同扰码的组网方式相似于拉远的微蜂窝基站（NodeB）基站拉远系统光纤基站拉远系统核心网Iub128CH基站基带处理RNC基带接口射频基站基带接口基带接口BRU远端BRU远端光纤f1SC3f1SC2f1SC1Iub128CH基站基带处理

12、Iub128CH基站基带处理相当远端宏（微）基站相当远端宏（微）基站近端机远端机WCDMABTS光纤直放站原理及应用光纤直放站原理及应用当覆盖区内环境要求苛刻（机房，当覆盖区内环境要求苛刻（机房，电源等），无法建设基站。电源等），无法建设基站。用耦合器取出基站一部分射频信号，通过光电转换，用耦合器取出基站一部分射频信号，通过光电转换，用光纤传输到远端覆盖区。用光纤传输到远端覆盖区。波波 分分 复复 用用波波 分分 复复 用用光光 电电 转转 换换光光 电电 转转 换换近端机近端机远端机远端机光纤直放站结构框图光纤直放站结构框图TX/RXRXTX/RXRX三波分复用三波分复用光纤直放站原理及应用

13、光纤直放站原理及应用基站与光纤直放站连接方式基站与光纤直放站连接方式Node BNode B分集中继端机主中继端机覆盖（远）端机RX1中继（近）端机光纤4 0 dB40dBRX/RX0RX1RX/RX0RX1RX/RX040dB注：直放站信号源取自基站天馈输出端口I/Q调制E E/ /O OE E/ /O O光近端部分光近端部分光远端部分光远端部分基站多载频时的光纤直放站基站多载频时的光纤直放站的应用的应用光纤直放站远端作用：可以用作基站拉远系统，也可作室内分布信号源f1f2f3f4sc1sc2sc3sc4f1f2f3f4Sc1sc2 sc3sc4f1f2f3f4二次变频二次变频二次变频二次变

14、频I/Q调制I/Q调制I/Q调制128CH128CH128CH1 2 8 CH基带基带基带基带基站与光纤直放站连接方式基站与光纤直放站连接方式RRU基带池与光纤直放站载波池应用比较基带池与光纤直放站载波池应用比较RRU基带池应用（随着载频增加加大投资）基带池应用（随着载频增加加大投资）I/QI/QI/QI/Qf1 f2 f3 f4光缆BRU1BRU2BRU3BRU4I/QI/QI/QI/Qf1 f2 f3 f4光缆BRU1BRU2BRU3BRU4I/QI/QI/QI/QSC2f1 f2 f3 f4光缆BRU1BRU2BRU3BRU4注：图中 表示射频调制和解调单元 I/Q光纤直放站载波池应用（

15、随着载频增加，直放站不用调整）光纤直放站载波池应用（随着载频增加，直放站不用调整）f1 f2 f3 f4光缆f1 f2 f3 f4光远端f1 f2 f3 f4光远端RRU基带池与光纤直放站载波池应用比较基带池与光纤直放站载波池应用比较基站基站+RRU应用应用结果：随着结果：随着RRU增加，单位面积内软切换增加，导频增加，造成增加，单位面积内软切换增加，导频增加，造成污染，室外容量下降。污染，室外容量下降。Node BNode Bf1 sc1 RRU3RRU4RRU5RRU1RRU2RRU6SC2+SC3+SCn基站基站+直放站应用直放站应用扩容只需基站加载频符合基站规划分步实施准则，直放站不需

16、调扩容只需基站加载频符合基站规划分步实施准则，直放站不需调整，覆盖区内无导频污染，基站数大大减少。整，覆盖区内无导频污染，基站数大大减少。Node BSC1无无无光光光f1 sc1 扩大高速数据用户的覆盖区扩大高速数据用户的覆盖区 在WCDMA系统中，近处的手机可以提供高速数据，远处的手机只能提供低速数据，有了WCDMA直放站能够很好的克服这个问题。具体方法如图所示，在远处加直放站，可保证高速数据接入。Node B前面的！小声点儿！我已经最小了啊！直放站作用分析直放站作用分析直放站作用分析直放站作用分析 避免和解决避免和解决“导频污染导频污染” WCDMA移动通信网络采用蜂窝结构进行建设，每个

17、蜂窝半径的大小取决于基站的覆盖能力和提供容量的大小。在网络建设中，通常通过减小蜂窝半径（即：在单位面积增加蜂窝的数量）企图达到覆盖和容量的目的，其实这是GSM扩容方法，并不适用WCDMA。通过减小蜂窝半径，这样容易造成大量的导频污染和大面积的软切换。合理运用直放站，可以达到减少导频污染和提高容量的目的。 抑制导频污染，方法如下图所示：抑制导频污染，方法如下图所示： PN1PN2PN3PN4导频污染区域导频污染区域PN2PN3PN4PN1直放站的引用抑制导频污染导频污染 直放站作用分析直放站作用分析 密集城区避免密集城区避免“导频污染导频污染”，避免，避免宏宏/ /微蜂窝混合微蜂窝混合, ,避免

18、基站过密避免基站过密方法如下图所示方法如下图所示,红色表示红色表示NodeB,黑色表示直放站：黑色表示直放站： Node BNode BNode BNode BNode BNode BNode BNode BNode BNode BNode BNode BSC1 SC2 SC3 SC4SC5SC6 S7Node BSC1 SC1 SC1 SC1 NodeBRepeater直放站作用分析直放站作用分析直放站为基站选址难提供帮助直放站为基站选址难提供帮助 基站选址应是均匀布局，但对于一些话务热点，实际上可能偏离基站中心，如下图所示：使用直放站可以帮助您选好基站。注：红色部分表示话务热区直放站作用分

19、析直放站作用分析直放站有利于增加直放站有利于增加WCDMA射频容量的分析射频容量的分析3G3G直放站可以扩大基站覆盖区，提高上直放站可以扩大基站覆盖区，提高上/ /下行射频容量下行射频容量基站缩小的覆盖区基站缩小的覆盖区直放站覆盖区直放站覆盖区NodeB直放站直放站施主天线施主天线注：减小基站天线下倾角，可使基站恢复注：减小基站天线下倾角，可使基站恢复原覆盖区。原覆盖区。引言：WCDMA系统容量包括四部分：信道化码（扩频码）容量、基站信道板硬件容量、空中接口自干扰射频容量和下行功率资源容量。直放站可以提高射频容量和下行功率资源容量直放站可以提高射频容量和下行功率资源容量 直放站加入后，是在原来

20、基站接收机的前端又加入一个低噪声（或相同噪声系数）的放大器和下行功率放大器，对于改善总体链路损耗有着明显作用，而且大大提高了基站接收机输入端的载干比C/I。扩大了基站的覆盖范围等于射频容量提高。还有一点应值得注意，加了塔放或直放站后，接收系统的改善应是塔放前端和直放站的前端，并不是原来的基站接收机的前端，这一点很多人往往认识不到。直放站有利于增加直放站有利于增加WCDMA射频容量的分析射频容量的分析基站加塔放和光纤直放站带来好处分析基站加塔放和光纤直放站带来好处分析E/O基站天线塔放GA=12dBNFA=2dB馈线损耗3dB45dB耦合器光纤中继端20WNFB=4dBWCDMA光纤远端站20W

21、NFR=4dB天线基站加塔放和光纤直放站示意图 直放站有利于增加直放站有利于增加WCDMA射频容量的分析射频容量的分析基站加塔放和光纤直放站带来好处分析基站加塔放和光纤直放站带来好处分析假定基站WCDMA输出功率20W=43dBm； 基站接收机噪声系数NFB=4dB； 直放站输出功率20W=43dBm 直放站上行接收机噪声系数NFR=4dB 直放站上行增益为GR=45dB 直放站耦合损耗为LC=45dB 塔顶放大器增益GA=12dB 塔顶放大器噪声系数NFA=2dB 基站馈线损耗La=3dB直放站有利于增加直放站有利于增加WCDMA射频容量的分析射频容量的分析a、原基站上行接收系统灵敏度、原基

22、站上行接收系统灵敏度SB36102 .121084. 3上图中当没有加塔放和光纤直放站时，基站接收系统灵敏度 SB=K.T.B+NFB+馈线损耗+（Eb/No-W/R） 式（1） K=1.3810-23 波尔曼兹常数 T=290度 绝对温度 B=3.84106HZ WCDMA射频调制带宽 W/R= =25dB 话音处理增益 Eb/No=7dB话音规一化信噪比 SB=-174+65.8+4+3+（7-25）= -119.2dBm直放站有利于增加直放站有利于增加WCDMA射频容量的分析射频容量的分析b、加入塔放和直放站后系统灵敏度、加入塔放和直放站后系统灵敏度1）塔放侧上行接收机灵敏度SAAFN

23、首先计算塔放前级的上行系统噪声系数10101lg10BAAFNNFLaGAANFFN.式（2）式中的是 由于20W光纤直放站的引入基站噪声提高3dB的影响， BFN dBNFNFFNBBB734，将已知数代入式（2）得dBFNA5 . 3101lg1021072312)(.RWNENFBTKSObAA.式（3）将已知数代入式（3）得 SA=-174+65.8+3.5+7-25=-122.7dBm计算结果可知，加塔放后比原来基站接收灵敏度提高3.5dB （SB-SA）相当自由空间的上行无线覆盖半径增加1.5倍。直放站有利于增加直放站有利于增加WCDMA射频容量的分析射频容量的分析b、加入塔放和直

24、放站后系统灵敏度、加入塔放和直放站后系统灵敏度2）光纤直放站侧上行接收机灵敏度SR首先计算光纤直放站前级的上行系统噪声系数RFN .式（4）BF 式（4）中的是 由于塔放的引入使基站噪声系数提高7.8dB，因此BF =4+7.8=11.8dB已知光直放站输出功率同基站输出功率，设上、下行平衡GR-LC=0dB将已知数代入式（4）得： 10101lg10BRCRNFNFLGRRNFNFdBNFCRLGR5 .12101lg104108 .114直放站有利于增加直放站有利于增加WCDMA射频容量的分析射频容量的分析b、加入塔放和直放站后系统灵敏度、加入塔放和直放站后系统灵敏度.式（5）将已知数代入

25、式（5）得：SR=-174=65.8+12.5+7-25=-113.7dBm 以上计算可知，在光纤直放站的远端，又可提供比原基站覆盖区小不到一半的上行无线覆盖区。 从对图1基站加塔放，又加光纤直放站的分析，可知上行覆盖区塔放是原基站1.5倍，光纤直放站是0.5倍，综合考虑覆盖区是原来基站的2倍左右。)(.RWNENFBTKSObRR直放站有利于增加直放站有利于增加WCDMA射频容量的分析射频容量的分析基站加光纤直放站带来好处分析基站加光纤直放站带来好处分析E/O基站天线La=3dB馈线损耗45dB耦合器光中继端机20WWCDMA光远端站20W天线基站加光纤直放站示意图直放站有利于增加直放站有利

26、于增加WCDMA射频容量的分析射频容量的分析基站加光纤直放站带来好处分析基站加光纤直放站带来好处分析a、加光纤直放站后，基站侧系统噪声系数、加光纤直放站后，基站侧系统噪声系数 ，和灵敏度，和灵敏度SB，设光纤直，设光纤直放站上、下行平衡，放站上、下行平衡，20W下行输出，下行输出，GA-LC=0dBBNF10101lg10BRCANFNFLGBBNFNF.式（6）将已知数代入式（6）得dBNFCALGB73411lg104101lg1041044基站侧上行灵敏度SB：)(.RWNELNFBTKSObaBB.式（7）将已知数代入式（7）得SB=-174+65.8+7+3-25=-116.2dBm

27、和式（和式（1）不加直放站时对比，加光纤直放站后，基站侧覆盖范围减少）不加直放站时对比，加光纤直放站后，基站侧覆盖范围减少3dB。直放站有利于增加直放站有利于增加WCDMA射频容量的分析射频容量的分析基站加光纤直放站带来好处分析基站加光纤直放站带来好处分析b、光纤直放站侧上行接收机噪声系数、光纤直放站侧上行接收机噪声系数 和灵敏度和灵敏度SR光纤直放站等效噪声系数RNFRNF10101lg10BRCANFNFLGRRNFNF.式（8）将已知数代入式（8）中得dBNFR73411lg104光纤直放站的接收系统灵敏度SR ：)(.RWNENFBTKSObRR.式（9）将已知数代入式（9）中得SR=

28、-174+65.8+7+7-25=-119.2dBm 和式（和式（1）不加直放站时相比，直放站侧覆盖范围等同原基站覆盖范）不加直放站时相比，直放站侧覆盖范围等同原基站覆盖范围，这就清楚表明加了光纤直放站后，覆盖区变为围，这就清楚表明加了光纤直放站后，覆盖区变为2个，总的覆盖范围将个，总的覆盖范围将近是原基站覆盖范围的近是原基站覆盖范围的2倍。倍。 总之通过以上分析，加了直放站后，覆盖范围得到扩大，有利高速数总之通过以上分析，加了直放站后，覆盖范围得到扩大，有利高速数据的传输，也等效上、下行容量的提高。据的传输，也等效上、下行容量的提高。 直放站有利于增加直放站有利于增加WCDMA射频容量的分析

29、射频容量的分析RRU与直放站应用比较小结与直放站应用比较小结1、实现方式、实现方式RRURRU光纤直放站光纤直放站信号提取信号提取从基站取出基带信号从基站取出基带信号从基站取出射频信号从基站取出射频信号传输方式传输方式数字化传输数字化传输数字、模拟传输可选数字、模拟传输可选信道容量信道容量取自基站新增载频板的容取自基站新增载频板的容量量与基站共享所有载频板容与基站共享所有载频板容量量远端工作远端工作远端射频调制、放大输出远端射频调制、放大输出远端还原射频、放大输出远端还原射频、放大输出工作频段工作频段仅有一个载频仅有一个载频(5M)(5M)宽带、选频可选宽带、选频可选扰码产生扰码产生产生新扰码

30、产生新扰码不产生新扰码不产生新扰码RRU与直放站应用比较小结与直放站应用比较小结2、扩容差异、扩容差异RRU光纤直放站光纤直放站每扇区每增加一个载频，则需要增加一每扇区每增加一个载频，则需要增加一个个RRU。当机柜为满配置时，载频板全部利用，当机柜为满配置时，载频板全部利用，无法增加无法增加RRU。必须预留传输或传输复用。必须预留传输或传输复用。扩容投资较多。扩容投资较多。宽带光纤直放站扩容时不需要增加设备。宽带光纤直放站扩容时不需要增加设备。射频资源可根据话务需求随时灵活调配，射频资源可根据话务需求随时灵活调配，提高利用率。提高利用率。不需要改动传输。不需要改动传输。扩容投资较少。扩容投资较少。3、使用环境、使用环境单载频组网时，单载频组网时，RRU和光纤直放站均可以作为基站覆盖的补充，和光纤直放站均可以作为基站覆盖的补充，节省投资。同时均可作为市内分布系统的信