WCDMA數(shù)字光纖直放站與基站遠端射頻單元RRU的比較
摘要：文章簡要介紹基站基帶傳輸接口標準，并對兩種遵守標準接口技術的數(shù)字光纖直放站系統(tǒng)和基站遠端射頻單元RRU進行介紹和比較。
引言：作為3G主流技術之一的WCDMA系統(tǒng)，其基站的基帶信號可以通過數(shù)字光纖傳輸技術將信號傳到遠處，并恢復 射頻，采用的技術之一是數(shù)字光纖直放站，其二是基站的RRU系統(tǒng)，由于兩種技術有共同的接口技術，又有不同的組成，因此其應用范圍既有相同部分，又有不同 之處，下文將對兩種技術進行介紹，并重點介紹數(shù)字光纖直放站的系統(tǒng)組成。
一．基站的基帶傳輸接口標準
1．標準的CPRI和OBSAI接口

如圖1示,兩種標準接口，基帶處理處在近端的基站側，射頻調(diào)制處在覆蓋遠端，之間通過標準的接口將兩者連接在一起。
2．基帶傳輸速率（僅列舉CPRI比特率）
二．WCDMA數(shù)字光纖直放站系統(tǒng)
1．WCDMA數(shù)字光纖直放站系統(tǒng)
采用數(shù)字的方式來傳輸基帶信號,其數(shù)字接口采用CPRI接口系統(tǒng)，CPRI(TheCommonPublicRadio Interface)定義了基站數(shù)據(jù)處理控制單元REC(Radio Equipment Control)與基站收發(fā)單元RE(Radio Equipment)之間的接口關系，它的數(shù)據(jù)結構可以直接用于直放站的數(shù)據(jù)進行遠端傳輸,成為基站的一種拉遠系統(tǒng)。這個接口表明是基帶和射頻之間的接 口。該系統(tǒng)的應用范例如圖2(a)、(b)所示。


圖2中近端中繼機完成對基站信號的獲取和發(fā)送，圖中遠端機完成對移動終端機信號的獲取和發(fā)送，近端中繼機與遠端機之間的數(shù)字傳送采用以太網(wǎng)的標準光纖收發(fā)器。
2．系統(tǒng)構成
系統(tǒng)由近端中繼機設備（基站端）和遠端設備（覆蓋端）組成，如圖3所示：

近端中繼機和遠端機均包含：射頻接收子系統(tǒng)和發(fā)射子系統(tǒng)；上變頻器和下變頻器子系統(tǒng)；ADC和DAC子系統(tǒng)、基帶處理子系統(tǒng)；光纖收發(fā)器；監(jiān)控子系統(tǒng)和電 源子系統(tǒng)。所述近端中繼機接收到移動通信基站的信號，下變頻到基帶或低中頻I/Q信號，經(jīng)ADC變換到數(shù)字信號，按一定幀格式打包成串行數(shù)據(jù)，再經(jīng)光纖收 發(fā)器發(fā)送到遠端機，經(jīng)基帶處理單元解幀，恢復I/Q或低中頻信號，再經(jīng)上變頻到射頻，經(jīng)發(fā)射機發(fā)射出去。從移動終端上行的信號經(jīng)遠端機接收子系統(tǒng)接收后， 下變頻到基帶I/Q或低中頻信號，然后通過上述的逆過程，經(jīng)光纖回到近端中繼機，給基站接收，這樣完成了移動通信基站的遠端覆蓋功能，成為基站的一種遠拉 端。
3．覆蓋遠端調(diào)制解調(diào)器和上/下變頻器模塊
調(diào)制解調(diào)器和上/下變頻器的應用可以是三扇區(qū)/三載波的情況。圖4是單扇區(qū)/單載波的分集接收情況。

（a）中頻變頻調(diào)制解調(diào)器和上/下變頻器模塊

（b）直接上/下變頻調(diào)制解調(diào)器和上/下變頻器模塊
I/Q調(diào)制電路主要是用于基站中繼機端和覆蓋端的上變頻。用I/Q作上變頻，將分離出載波，對系統(tǒng)的RF功率的有效性將帶來好處，同時實現(xiàn)起來也會比較簡 單一些。為了消除數(shù)據(jù)的直流漂移和去除直流附近的上下變頻的折疊效應（由于頻率不同步造成），在調(diào)制前，需要經(jīng)過一個高通。
I/Q解調(diào)電路主要是用于基站中繼機端和覆蓋端的下變頻。為了消除數(shù)據(jù)的直流漂移，去除直流附近上下變頻由于頻率不同步造成的信號折疊效應，在解調(diào)后，需 要經(jīng)過一個高通。同時，為了控制ADC入口的動態(tài)范圍，解調(diào)器具有AGC電路。解調(diào)器中的低通濾波器是為了防止雜波對鄰道的影響。


I/Q調(diào)制和解調(diào)器的基本架構如圖5所示。
三．基站的基帶拉遠RRU系統(tǒng)
假如基站有3個扇區(qū)，配有多余的信道板以及多余基帶處理設備就可以利用基帶池共享技術，將多余的基帶處理設備設為第4小區(qū)，如圖6所示。

圖中SC為擾碼 I/Q射頻調(diào)制解調(diào)
SCH為同步碼
四．數(shù)字光纖直放站與基站的RRU比較
1．共同之處：均可利用現(xiàn)有成熟的千兆或萬兆以太網(wǎng)數(shù)字光纖傳輸技術作為基帶傳輸鏈路，共同遵守標準的CPRI和OBSAI接口。同時可以做到數(shù)字光纖直放站的遠端機和RRU遠端機互相替換。
2．不同之處：數(shù)字光纖直放站由近端機（中繼端機）和遠端機（覆蓋端機）組成，在實際應用時，近端機可以是一個，而遠端機可以有多個，可并聯(lián)也可串聯(lián)，單 跳距離可達40km，從圖2和圖3可看出數(shù)字光纖直放站遠端射頻信號的擾碼總是同施主基站的擾碼，在扇區(qū)內(nèi)大量采用并不會增加擾碼。數(shù)字光纖直放站并不增 加基站信道板硬件容量和正交碼容量，但可以補償鏈路損耗，擴大覆蓋，起到增加上、下行容量的效果。
基站遠端射頻單元RRU是利用基站剩余的信道板和基帶處理設備組成新的扇區(qū)，通過光纖系統(tǒng)拉到遠處，有人稱它為基帶池技術，也有人叫它拉遠的微蜂窩技術， 總之，它具有硬件容量，并且擁有新的擾碼和同步碼。由于RRU具有基站性能，在宏基站的扇區(qū)內(nèi)大量采用必然會增加很多擾碼和鄰區(qū)列表，網(wǎng)絡優(yōu)化時是必須注 意的問題。
3．工程應用比較
在實際應用時，兩者均可作為基站拉遠系統(tǒng)供用，數(shù)字光纖直放站用作載波池拉遠，RRU可用作基帶池拉遠，此時均有相同的容量。載波池拉遠距離取決于小區(qū)覆 蓋半徑和光在光纖上的傳輸速度，經(jīng)計算，最遠可達60km以上，用作基帶池拉遠的RRU基本不受距離限制，可拉得更遠。
兩者均可作為室內(nèi)分布系統(tǒng)的信號源，選用哪一種取決于宏基站的載頻數(shù)量和該室內(nèi)業(yè)務量需求。如果宏基站載頻多、容量很富裕，用數(shù)字光纖直放站拉遠更合適， 同時可減少扇區(qū)擾碼。如果該室內(nèi)業(yè)務量需求較大應選用RRU作信號源。如果業(yè)務量需求很大，如大型寫字樓、會展中心等，應考慮數(shù)字光纖直放站、RRU和宏 基站聯(lián)合組網(wǎng)。
數(shù)字光纖直放站在擴大高速數(shù)據(jù)用戶的覆蓋區(qū)方面也可發(fā)揮作用，在WCDMA系統(tǒng)中，近處的手機可以提供高速數(shù)據(jù)，遠處的手機只能提供低速數(shù)據(jù)，有了WCDMA直放站能夠很好的克服這個問題。具體方法如圖7所示，在遠處加直放站，可保證高速數(shù)據(jù)用戶接入。

同時數(shù)字光纖直放站為基站選址難提供幫助，基站選址應是均勻布局，但對于一些話務熱點地區(qū)，實際上可能偏離基站所規(guī)劃的中心，如圖8所示，使用直放站可以幫助您選好基站站址，保持在規(guī)劃中的中心位置。

通過以上小結可以看出，數(shù)字光纖直放站和RRU都是WCDMA新“產(chǎn)物”，各自有其特點，應合理應用。在WCDMA網(wǎng)絡規(guī)劃設計時，應列入重要手段統(tǒng)一規(guī)劃，預期會得到良好效果。