移动通信技术的进步推动了无线设备在网络中的应用,基带光纤(RRU)应用方案的推出,将使得分布式基站在今后的TD-SCDMA网络建设中得到广泛的应用,与此同时,直放站在网络中仍然会有所应用,直放站仍然是各种基站的有效补充,特别是对中小区域的补充覆盖,直放站的各方面优势更加明显,在室内分布的建设中,干线放大器的应用还是不可或缺的。RRU将在TD-SCDMA网络建设中发挥巨大的作用,但是直放站在网络发展中也不会消失。只有各种基站、直放站、干放等多种解决方案有机组合,并应用到实际的网络中,整个TD-SCDMA网络才会更加健全、完善和有生命力。
RRU没有压倒性优势
第二代分布式基站由RRU和BBU组成。RRU完成对射频信号的滤波、信号放大和上下变频处理并采用数字中频技术实现中频模拟信号到基带数字信号的转换处理,BBU采用TD-SCDMA系统特有的智能天线和联合检测实现对基带信号的解调和扩频处理,各自独立安装,分开放置,通过光接口相连接,形成分布式基站形态。现在,各厂家的BBU+RRU分布式基站解决方案能够为TD-SCDMA网络提供可靠、低成本、快速建网的解决方案。
基带光纤的RRU基带拉远设备使得远端基站模块的射频和基带模块在物理层上分离。BBU依旧在基站的机箱内,而RRU可以位于远端,与天线子系统相邻。此处射频模块包括发射功率放大器,射频收发信元,本振和校准射频收发信单元、中频处理单元。RRU和BBU通过光纤链路连接。“光纤到塔顶”解决了天馈施工的难题,传统基站馈线多、工程复杂,“光纤到塔顶”只需1根光缆。RRU可以直接安装于靠近天线位置的金属桅杆或墙面上,具有体积小、重量轻、安装简单方便的特点,RRU减少了对机房的需求。
RRU与BBU都基于3GPPR4/R5TDD协议开发,能够针对运营商的不同需求、不同网络环境提供TD-SCDMA无线接入网络的解决方案,满足城市、郊区、农村、高速公路、铁路、热点地区等的无线覆盖的要求。
使用RRU能够实现空间隔离,降低系统干扰,可进行独立的覆盖和容量规划,基带容量实现共享,扩容能力大,BBU和RRU可以长相距设置,部署非常灵活。可以预计,RRU设备的完善替代了很多区域宏基站的应用,同时也替代了一些场景的直放站特别是大功率直放站的应用。RRU的推出可部分解决困扰TD系统建设的面临的难题,如辫子问题-馈线长粗的问题等。但是任何事物都有好的一面和坏的一面,RRU也不例外。
RRU作为整个网络架设的话,就需要引入新的光网络资源,通信运营商不可能保证光纤资源到达所有的区域,无线直放站在一些地区还是有不可以代替的作用,RRU要求运营商铺设的光纤能够到达所有RRU所在的地点是有一定难度的。考虑现有运营商的网络,特别是原有室内分布的利用,利用3G设备进行网络升级,3G设备共享原来的室内系统就可以做到覆盖效果,而RRU则需要进行光网络的架设。目前直放站的性价比高于RRU,特别是中小面积的盲区和光纤没有到达的区域,从投资的角度来讲具有自己的优势。从设备的兼容性来看,RRU、BBU一般是要和RNC配套的,厂家关于RRU和BBU的接口都是保密的;直放站则不存在这个问题,而且可以和任何厂家的基站设备兼容。如果整个网络统一只选用RRU设备,这样就不利于行业的竞争。
由于基带拉远技术使用光纤存在较多的问题,导致了建设成本偏高的后果,其实用的广泛性受到一定的限制。过多的功能模块拉到远端,如光模块、本振单元、中频处理单元放在室外,大规模组网的稳定性还有待进一步验证。
直放站存在一定发展空间
直放站接收由基站发过来的下行无线信号,经过处理后由转发天线向无线信号盲区或微弱区辐射,达到增大下行覆盖范围或提高覆盖质量的目的。同时,直放站的转发天线接收来自手机的信号,经过类似的滤波、放大后,将增强的信号再通过施主天线发向基站天线。在整个过程中,直放站抵消掉了基站到直放站之间的无线信号路径损耗,相当于在基站和手机之间提供了一个双向透明的通道,使无线信号得到了延伸。
对于TD-SCDMA网络,直放站仍然有其应用的价值,直放站设备主要用在网络覆盖边缘和室内覆盖部分。在3G网络建设的初期阶段,一些区域网络容量不会很大,覆盖是主要矛盾,在所覆盖区域容量不大的情况下,可适当的使用各类直放站;一些区域光纤很难立刻到达,可使用各种类型的无线直放站;等网络发展到一定阶段,用户数达到一定的数量后,直放站及干放仍然有一定的用途。在城区等高话务地区,直放站可在适当的区域进行网优,在进行室内分布系统建设的时候,干放是不可或缺的。干放可对信号源的信号进行延伸放大,对于中小盲区的覆盖,可以考虑直放站的使用。到3G网络进入大规模发展时期以后,需要进行边际网的建设,包括农村、山区、交通道路等地域。相对来说,边际网的建设需要比较多的直放站。
在TD-SCDMA系统中,如果进行单独的宏基站和RRU的组网是有一定的局限,直放站的应用不仅可以解决特定区域的覆盖问题,在网络优化等方面也可以起到重要的作用。同时,直放站设备的价格和建设方面的费用还是要低于其他类型设备,直放站对外界环境的要求相对较低。这在网络建设时应当注意,不正确的直放站应用,会对施主基站带来噪声提高的影响,如果调试不好会对网络也带来一定的影响,正确、合理的使用直放站,直放站对网络噪声的影响可忽略不计。同时,在一些场景,直放站还可发挥其独有的作用,由此,可推出一些直放站具体的应用。
在TD-SCDMA系统中,天线附近的手机可以提供高速数据,边缘的手机数据业务将受到影响,有了TD-SCDMA直放站能够很好的克服这个问题。在网络覆盖的边缘和室内适当的应用直放站,可保这些区域证高速数据的接入。
TD-SCDMA移动通信网络采用蜂窝结构进行建设,每个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。在移动通信网络建设中,通常容量增加是通过减小蜂窝半径完成的,而增加基站可使一些区域出现过多的导频,局部区域可产生“导频污染”。合理运用直放站进行网优,可以达到减少导频污染和提高容量的目的。
根据TD-SCDMA系统的特点,公共信道和导频没有智能天线赋性,更容易受到干扰,在导频污染的区域,TSO时隙中的公共信道(如PCCPCH)和导频干扰的现象更为严重。在一些区域建站困难,一些区域加基站会更增加干扰,因此,直放站就成了最佳的解决方案了。在一些有“导频污染”的区域,也可适当的使用直放站来解决导频污染的问题。
直放站为基站选址困难的区域提供帮助,为网络优化提供更多的选择,为网络覆盖初期和用户容量较低的区域提供价格低、建设速度快的网络覆盖解决方案,同时干放可在室内分布建设中得到广泛的应用。
室内分布系统的质量,是衡量3G网络优劣的重要指标网络优劣的重要指标,据统计3G的语音业务的70%、数据业务的90%发生在室内。建设3G室内分布要从多角度、全方位进行考虑,即从覆盖、容量、导频污染、系统底噪的影响、原有网络的利用、工程建设以及价格等因素的权衡,合理的使用各种设备和解决方案。
3G室内分布的建设一方面要考虑运营商已有的2G室内分布网络的资源,一方面还要考虑工程的可实施和综合性价比。RRU的应用,降低了对干放的使用量,但在短期内RRU不能完全取代直放站和干放的应用。对于中小面积的室内分布,直放站还应该有一定的应用,干放作为室内分布的延伸信号放大设备,仍然会有大量的应用。对于传统的移动运营商来讲,在建设TD-SCDMA室内分布时要考虑室内分布改造,并且要遵循一定的原则。
同台演出,优势互补
第二代分布式基站以高技术的自主创新为起点,在多方面已经形成了重大突破,该系统容量大、集成度高、组网灵活等特点,使其适用于多种覆盖场景。同时,功耗小、可靠性高、设备成本降低使得网络建设和维护的成本大大的下降,这些都使基带拉远技术将在TD-SCDMA网络中得到广泛的应用,并在许多场合替代宏基站、微蜂窝和一些直放站的应用。为了更好地配合室内覆盖应用,现在研发的基带拉远系统还可采用多个RRU共享一个扰码,这样就减少了导频干扰;另一个突破是RRU设备的性价比,由于RRU设备内在的体系结构,使其生产成本大幅度降低,RRU的价格已经可以与射频直放站媲美。由此可以得出,RRU的出现将很可能造成光纤直放站在网络中应用的萎缩。
直放站在TD-SCDMA系统,仍然是网络中不可或缺的组成部分,自主创新也促进了直放站的研发和应用,目前研发的许多直放站都采用了多种先进的同步识别技术和数字化分时隙ALC技术,这在以前的2G或3G直放站系统中都是没有的,直放站也从单纯的模拟技术向数字化演进;同时直放站网管这个曾经的弱项也得到了很大的完善,多种监控功能完善使直放站使用更加方便,例如:新的网管增加了基于上行功率检测的直放站覆盖区用户数量统计,使统计直放站话务量成为可能。通过规模实验网的应用测试,TD-SCDMA直放站的各方面应用已经日趋成熟,多种解决方案已经得到验证。作为一个健康和健全的网络,应该由多种技术、多种解决方案来支撑,只有这样整个网络才能满足用户不断提高的对业务和质量要求,才能支撑市场日益激烈的竞争,才能适应不断变化的外界环境,移动网络才能达到有机的理想状态。
可以预见,在即将到来的TD-SCDMA扩大规模的建设中,各系统生产厂家的网络覆盖设备都将以不同方式推出BBU-RRU组合应用方式,并将部分替代传统的室外宏基站、微基站应用(虽然这种基带拉远方式的分布式基站方式还有待于实际的进一步大规模验证)。在网络覆盖边缘和室内覆盖的部分,则可根据所需覆盖区域的实际情况,适当配备各种直放站及干线放大器,做为主设备覆盖的补充。为了更好地使用,我们应该更好地熟悉上述各设备的特性及其在网络中的应用及解决方案。
当今移动通信无线覆盖技术的发展,一方面是不断提高设备的性能和指标,提高设备适应环境的能力,一方面不断降低设备的成本,减少设备的运维成本。基带光纤技术及RRU的发展,促进了无线网络覆盖技术的发展,也是无线网络设备适应移动通信发展的趋势的必然结果;基带拉远技术及RRU的发展,降低了移动运营商的建网成本和运维成本,设备对环境的要求也大大降低,同时,提供了更多的网络覆盖解决方案,使设备的性能价格比大幅度提高;基带拉远技术的发展,使得RRU设备在很多场景可以替代了宏基站、光纤直放站、大功率直放站的应用,使得RRU设备将成为TD-SCDMA网络中的主流设备。与此同时,由于直放站的技术特点,RRU设备不能完全取代直放站及干放的应用。直放站及干放在中小盲区的补充覆盖、室内分布和特殊场景的覆盖仍然有广泛的应用,其作用还是起着网络覆盖的延伸。特别是在网络建设的初期,网络建设主要还是要解决覆盖方面的问题,直放站设备仍然会是运营商建网的必然选择。