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TD-SCDMA分布式基站技术

来源: 科研处   时间: 2010-03-10 09:12:49     浏览次数:      [ ] [ 打印 ] [ 关闭 ] [ 收藏 ]

        TD-SCDMA分布式基站在施工和网络部署上的种种优势将为加快TD网络化进程、提高网络质量、实现室内外一体化覆盖起到巨大的推动作用。
        随着移动通信技术的发展,基站技术正经历着由模拟向数字,从窄带到宽带,并向着标准化和模块化的趋势演进。分布式基站结构的核心概念就是把传统宏基站基带处理单元(BBU)和射频处理单元(RRU)分离,二者通过光纤相连。在网络部署时,将基带处理单元与核心网、无线网络控制设备集中在机房内,通过光纤与规划站点上部署的射频拉远单元进行连接,完成网络覆盖。
        随着3G牌照的发放,中国移动2009年三期招标将投资588亿元,新建TD-SCDMA基站约6万个,此举将使TD-SCDMA网络基站总数超过8万个,网络将覆盖238个地级城市的业务热点区,占全国地级城市数量的70%以上,其中东部地区的地市将实现全覆盖。而TD-SCDMA分布式基站在施工和网络部署上的种种优势,必将为加快TD-SCDMA网络化进程、提高网络质量、实现室内外一体化覆盖起到巨大的推动作用。
        分布式基站接口标准现状
        目前,国际上有两个联盟针对WCDMA分布式基站制定了接口标准:2002年10月,诺基亚、LG、三星等宣布成立OBSAI(开放式基站结构同盟),旨在规范无线基站结构和内部接口;2003年6月,爱立信、华为和西门子等联合成立CPRI(通用公共无线接口组织),主要制定基站关键内部接口的通用标准。随着3G牌照的发放,作为中国自主知识产权的3G技术,TD-SCDMA由于受3G系统频率以及智能天线技术的使用等因素的影响,决定了其基站也势必要把基带单元BBU和射频单元RRU分开。为此,由中国移动和信息产业部电信研究院牵头,各大设备商参与起草了《2GHzTD-SCDMA分布式基站系列标准》,该标准首次将TD-SCDMA基站的基带单元和射频单元完全分开,并将接口Ir开放,它将为分布式基站规模网络建设和产业化进程带来极大的推动作用。
        分布式基站结构及接口
        基带单元(BBU)主要用来完成Uu接口的基带处理功能(编码、复用、调制和扩频等)、RNC的Iub接口功能、信令处理、本地和远程操作维护功能,以及NodeB系统的工作状态监控和告警信息上报功能。
        射频拉远单元(RRU)分为4个大模块:中频模块、收发信机模块、功放和滤波模块。数字中频模块用于光传输的调制解调、数字上下变频、A/D转换等;收发信机模块完成中频信号到射频信号的变换;再经过功放和滤波模块,将射频信号通过天线口发射出去。
        BBU和RRU之间按照Ir接口协议通过光纤连接,完成基带数据的传输。Ir接口协议支持星型连接、链形连接和环形连接等网络拓扑结构,使BBU+RRU更能灵活地组网,也为TD-SCDMA网络室内外一体化部署提供了有力的支持。Ir接口定义了层一和层二协议来支持用户层的数据传输,BBU和RRU单元间同步等控制信息的发送和接收。
        用户层的消息是以IQ数据方式发送的,不同天线载波(Antenna&Carrier)的IQ数据按照Ir接口协议规定的帧结构格式组合后,完成8B/10B编码和串并转换,通过光传输通道高速串行传输。
        Ir接口协议支持两种传输线速率:1228.8Mbit/s下最多支持24个天线载波(AxC),2457.6Mbit/s下最多支持48个天线载波。Ir支持Ethernet协议来传输控制信息C&M数据,利用TCP协议获取IP,该IP地址由BBU自行分配,除此之外还需要传送厂商的特殊信息。
        此外,TD-SCDMA标准的帧结构特点决定了Ir协议可以允许C&M数据和IQ数据分时传送。下行的C&M数据在处于下行数据帧中GP时隙数据之后,数据总宽度为800us;上行的C&M数据在上行数据帧中的GP时隙数据之前,数据总宽度为750us。IQ数据在RRU实现对齐。
        分布式基站网络部署特点
        分布式基站在网络部署中有以下特点。
        降低网络建设和运维成本。相对于传统的宏基站,分布式基站解决了多馈线的问题,大大降低了工程施工难度,节约了施工时间。根据欧洲运营商的经验,如果全网采用分布式基站,可以节约成本30%左右。
        降低了机房、站址的要求。传统的建网方式,由于存在馈线损耗,机房和塔顶天线要求比较严格,运营商不得不花费大量时间和费用在机房的租用方面,而且大量理想站点机房因为要远离住宅而无法获得,拖延了网络的建设速度。分布式采用光纤传输,线缆少,损耗低,基带处理单元(BBU)可以集中放置在可获得的中心机房中,或者楼道、电梯间以及地下室内,大大降低了对机房面积和位置的要求。
        节能减排。分布式基站采用高效率功放,减少了空调等其它配套设施的功耗,连接两端的接口采用光纤,损耗小,可大幅度降低电力消耗,在国家大力提倡节能减排的今天,这点显得尤为珍贵。
        共享资源调度和调配。分布式基站将繁琐的维护工作简化到了基带处理部分,一个基带处理单元可以以不同的方式连接多个射频拉远处理单元,实现RRU之间的资源调度和调配,节省了成本,同时也提高了组网的效率。
        降低厂家研发成本。基站内部Ir接口的标准化,将使得众多第三方模块厂家可以同基站的数字接口互联,不但可以降低研发成本,同时可以实现多个厂家设备的互通互联,提高了通用性和灵活性,也降低了运营商的采购和组网成本。
        正是由于以上特点,TD-SCDMA可以完成室内室外一体化全覆盖,极大推动TD-SCDMA系统网络的建设进度。
        针对分布式基站,泰尔实验室的工作主要包括对BBU和RRU的单独测试,以及对Ir接口协议流程及互联互通的测试。目前基本上完成了测试系统的构建,测试RRU的下行中射频信号处理性能,验证发射机性能,包括频谱发射模板、功率、杂散、邻道抑制等。此外泰尔实验室还对RRU的上行数据解调性能,主要验证接收机性能,包括静态灵敏度、阻塞、多径信道下的误码率等进行测试工作。


 

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