面向?qū)拵Ф鄻I(yè)務(wù)的新一代基站系統(tǒng)

一、基站的演進(jìn)歷程

基站作為移動(dòng)通信系統(tǒng)中最關(guān)鍵的設(shè)備，隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展正發(fā)生著深刻的變化。

從第一代模擬通信系統(tǒng)(AMPS/TACS)的應(yīng)用，到目前被第二代窄代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM/CDMA/PHS)所替代，大約經(jīng)歷了15年，其間主要解決通話的需求。隨著數(shù)字技術(shù)發(fā)展引起的革命，出現(xiàn)了形形色色的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，此時(shí)的移動(dòng)通信主要解決的是通話和小數(shù)據(jù)量需求。

隨著計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展，小數(shù)據(jù)量的通信能力已經(jīng)不能滿足人們豐富的業(yè)務(wù)需求，窄帶數(shù)字系統(tǒng)正逐步向第三代寬帶數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)(WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA)演進(jìn)，從窄帶系統(tǒng)的出現(xiàn)到寬帶系統(tǒng)的出現(xiàn)，大約經(jīng)歷了15年，正是因?yàn)閺?G到3G是演進(jìn)而非革命，使得兩者可以共存相當(dāng)長的一段時(shí)間，3G除了提供2G上的所有業(yè)務(wù)外，還具備了寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的能力。

以目前GSM系統(tǒng)為例，其基站的發(fā)展也大致經(jīng)歷了三個(gè)歷程。

第一階段的GSM基站，設(shè)備集成度低，耗電大，功放效率低，能提供的容量有限，產(chǎn)品形式單一，只有室內(nèi)宏蜂窩型號(hào)。

經(jīng)過3到5年時(shí)間，微電子技術(shù)使設(shè)備能高度集成，設(shè)備耗電小，功放效率高，單機(jī)柜的系統(tǒng)容量得到很大提升，產(chǎn)品形式極大豐富，除了常用的室內(nèi)宏蜂窩外，還有室外一體化基站、室內(nèi)微蜂窩基站和直放站等。

隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的出現(xiàn)，第二階段基站通過部分硬件更換和軟件升級(jí)的方式，發(fā)展到第三階段基站，具備了支持GPRS/EDGE、半速率、小區(qū)定位等功能，同時(shí)設(shè)備向更高的集成度和更大的容量發(fā)展。

借鑒窄帶系統(tǒng)的基站發(fā)展歷程，寬帶系統(tǒng)基站必須滿足幾個(gè)方面的要求：

1.高集成、低功耗，減少網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本和運(yùn)營成本；

2.產(chǎn)品形態(tài)多樣化，適應(yīng)于不同環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)；

3.面向?qū)拵�、面向業(yè)務(wù)，能夠提供豐富的高速業(yè)務(wù)；

4.面向未來，以實(shí)現(xiàn)平滑升級(jí)，支持更高速率和全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)。

二、當(dāng)前3G基站技術(shù)的最新進(jìn)展

在2001年日本開通全球第一個(gè)商用WCD－MA網(wǎng)絡(luò)中，采用了第一代3G基站，當(dāng)時(shí)的設(shè)備以單載頻扇區(qū)配置為主，大部分采用室內(nèi)宏蜂窩基站。經(jīng)過4到5年的時(shí)間，基站的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)如基帶處理技術(shù)、功放技術(shù)、高速率接入技術(shù)、射頻拉遠(yuǎn)技術(shù)等出現(xiàn)了令人欣喜的突破，基站的性能大幅度提高，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了新一代3G基站時(shí)代。

當(dāng)前階段的3G基站具有的主要特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。

高集成度：基站的基帶處理技術(shù)主要有兩種，一種是采用DSP+FPGA方案，該技術(shù)采用純軟件技術(shù)，更加靈活，更快速響應(yīng)市場需求；另一種采用高集成度ASIC基帶解決方案。由于基于ASIC的基帶技術(shù)在批量生產(chǎn)成本、高集成度、高性能上比DSP+FPGA技術(shù)更有優(yōu)勢(shì)，它是今后的發(fā)展方向，更符合基站整體的更高性能、更高集成度、更低的成本的發(fā)展宗旨。同時(shí)芯片制造工藝的發(fā)展，使一個(gè)芯片上可集成更多更強(qiáng)的功能，從而基站性能更強(qiáng)，集成度更高，增加了穩(wěn)定性，降低了成本。

高效率功放：由于功放是基站中耗電最多的模塊，而3G技術(shù)采用非恒包絡(luò)調(diào)制，峰均比很大，所以3G功放的線性和效率一直是業(yè)界的一大難題，業(yè)界功放效率的平均標(biāo)準(zhǔn)是10％，主要采用FF技術(shù)，需要復(fù)雜的電子技術(shù)來補(bǔ)償非線性扭曲。隨著DPD(數(shù)字預(yù)失真)技術(shù)的出現(xiàn)，采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)來補(bǔ)償非線性，功放效率可達(dá)到15%~20%。功放的線性提高后，基站的散熱減少，功放穩(wěn)定性增強(qiáng)，集成度增加，并且支持更寬的信號(hào)頻帶，配合高集成度的射頻器件，為基站收發(fā)信機(jī)實(shí)現(xiàn)多載波技術(shù)創(chuàng)造條件，使得基站功能模塊變得更小，也使多載波功放的實(shí)現(xiàn)成為可能，同時(shí)效率提高帶來了基站整機(jī)溫度的降低，可靠性得到提高，不僅效率提高，還節(jié)省了電費(fèi)，降低了運(yùn)營商的運(yùn)營費(fèi)用。

HSDPA的支持：作為業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)型的3G，必須滿足高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需要，從2005年開始，新部署的WCDMA系統(tǒng)無一例外都支持HSDPA，而原有的系統(tǒng)都從R99升級(jí)支持HSDPA。

HSDPA最大支持的下行速率可達(dá)到14.4Mbps，真正實(shí)現(xiàn)了寬帶無線通信，可以為用戶提供高速數(shù)據(jù)下載。而基于ASIC理念的全性能HSDPA新一代基站由于其穩(wěn)定可靠的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力，為用戶提供了更好的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)體驗(yàn)。

新型覆蓋產(chǎn)品：為滿足3G越來越復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃要求，基站的形態(tài)也開始向多樣化發(fā)展。人們希望基站在性能不斷提升的同時(shí)，越來越小、越來越輕，希望基站的幾個(gè)模塊能夠按照部署需要靈活組合。于是，開放的接口、模塊化的結(jié)構(gòu)成為基站發(fā)展的最新動(dòng)向。在3G基站的產(chǎn)品系列中，創(chuàng)新地提出了分布式基站概念，革新了傳統(tǒng)的建網(wǎng)理念。由于RRU(射頻遠(yuǎn)端模塊)擺脫了機(jī)房的約束，節(jié)省了饋線損耗，為運(yùn)營商大大節(jié)省建網(wǎng)成本與運(yùn)維成本，同時(shí)能靈活、快速地建網(wǎng)，很快得到客戶的認(rèn)可，所以分布式基站的組網(wǎng)模式已經(jīng)成為基站部署的重要選擇，運(yùn)營商在部署網(wǎng)絡(luò)時(shí)相當(dāng)多地采用了分布式基站。

三、3G基站的未來發(fā)展趨勢(shì)

未來基站的設(shè)計(jì)理念是要滿足運(yùn)營商高性能、高可靠、節(jié)省TCO、布網(wǎng)靈活和升級(jí)維護(hù)方便的需求�；�站的總體發(fā)展趨勢(shì)是更低成本、更靈活的架構(gòu)、更高的性能和更高的集成度�；�站產(chǎn)品形態(tài)將朝著滿足各種復(fù)雜無線環(huán)境需求的方向發(fā)展，基帶技術(shù)朝著更高性能、更高集成度的方向發(fā)展，射頻技術(shù)將朝著更高效率、更高靈活性的方向發(fā)展，傳輸技術(shù)將朝著全I(xiàn)P方向發(fā)展。同時(shí)一些特色的解決方案，如細(xì)分的室內(nèi)覆蓋解決方案以及分布式解決方案也成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。

開放式模塊化發(fā)展：未來的宏基站將朝著全模塊化、更高集成度、更高性能方向發(fā)展。全模塊化結(jié)構(gòu)，使得基站配置以“搭積木”方式進(jìn)行，擴(kuò)容升級(jí)異常方便，同時(shí)可以快速響應(yīng)運(yùn)營商的需求，推出滿足某一特定需求的新形態(tài)基站，模塊化結(jié)構(gòu)使得運(yùn)營商維護(hù)設(shè)備的種類大大減少，降低了運(yùn)維難度，節(jié)省運(yùn)維成本。而微基站向更小的方向發(fā)展；分布式基站將向更加靈活的方向發(fā)展，將成為各種復(fù)雜無線環(huán)境的主角。

多載波技術(shù)發(fā)展：隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，系統(tǒng)容量需要不斷增加，采用多載波技術(shù)的基站，具有更高的集成度、更低的功耗、更高的性能，僅需按照容量需求增加信道板，實(shí)現(xiàn)快速平滑擴(kuò)容。

高效率功放技術(shù)發(fā)展：即將推出的DPD＋Doherty技術(shù)功放，主要由兩個(gè)PA模塊組成,一個(gè)是均值功放，一個(gè)是峰值功放，均值PA總是工作在飽和狀態(tài)，所以效率很高，能夠節(jié)省基站日常耗電，同時(shí)降低基站整機(jī)散熱要求，增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性，減少空調(diào)的耗電量，大幅度降低維護(hù)成本。

IP化發(fā)展：從核心網(wǎng)到無線接入網(wǎng)，再到終端，未來的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)向全I(xiàn)P方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)扁平化趨勢(shì)，這里的全I(xiàn)P化不僅指基站設(shè)備的IP化，還包括了傳輸?shù)腎P化，為降低從傳統(tǒng)的TDM網(wǎng)絡(luò)直接升級(jí)為全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險(xiǎn)、保護(hù)投資，業(yè)界一般采用分步平滑升級(jí)的方式實(shí)現(xiàn)向全I(xiàn)P的過渡。如為降低建設(shè)HSDPA對(duì)傳輸?shù)膲毫�，采用混合IP傳輸?shù)募夹g(shù)，將語音等CS域業(yè)務(wù)與高QoS的PS業(yè)務(wù)通過E1傳輸，將低QoS的BE類業(yè)務(wù)通過IP傳輸，為運(yùn)營商降低運(yùn)營成本。

多場景多形態(tài)分布式基站：在未來移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，為了滿足不同場景下對(duì)基站設(shè)備的要求，要求基站能體現(xiàn)多場景下的多形態(tài)，分布式基站就是其中一種重要發(fā)展方向。其演進(jìn)路線是：第一代分布式基站是從傳統(tǒng)的宏基站通過CPRI接口接到RRU上的；第二代分布式基站由標(biāo)準(zhǔn)的基帶處理單元BBU和RRU組成，BBU具有標(biāo)準(zhǔn)的尺寸，可以靈活地放置在任意一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜里；第三代分布式基站由BBU和各種系列的RRU組成，適用于各種場景的大、中、小功率RRU，還可以通過RHUB靈活組網(wǎng)，滿足各種應(yīng)用的需求；更大功率的分布式基站，解決廣覆蓋和大容量問題，具備替代宏基站的能力；更小型化的分布式基站，適應(yīng)室內(nèi)覆蓋建網(wǎng)模式。

新室內(nèi)覆蓋解決方案：3G室內(nèi)業(yè)務(wù)量巨大，采用特有3G室內(nèi)無線設(shè)備及解決方案，細(xì)分各種室內(nèi)覆蓋市場，針對(duì)大型室內(nèi)區(qū)域、中型室內(nèi)區(qū)域以及SOHO推出不同的室內(nèi)覆蓋解決方案，特別是在SOHO地區(qū)，體積小、布網(wǎng)靈活的新形態(tài)基站UMTSAP將得到較為廣泛的應(yīng)用。

綜上所述，基站經(jīng)歷從模擬到數(shù)字、從窄帶到寬帶的發(fā)展歷程，每4到5年就更新一代。但其發(fā)展方向一直沒有改變，都是向高性能、高可靠、布網(wǎng)靈活、升級(jí)維護(hù)方便、節(jié)省全生命周期成本的方向發(fā)展。當(dāng)前最新一代3G基站具備多載波、高效數(shù)字功放、全性能HSDPA、開放式的架構(gòu)等特征，已經(jīng)成為業(yè)界主流。未來的基站在形態(tài)上，將朝著更高性能和集成度的宏基站、體積更小的微基站、更靈活的分布式基站三個(gè)方向發(fā)展；而各種基站在組成架構(gòu)上，將成為開放式的模塊化產(chǎn)品；在技術(shù)上，未來基站朝著更高集成度、全I(xiàn)P化、多載波和更高效率數(shù)字功放的方向發(fā)展。