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第二代移動通信系統(tǒng)基站設(shè)備的典型設(shè)計方案是將接收天線、發(fā)射天線安裝在室外，將射頻收發(fā)信機安裝在室內(nèi)，射頻收發(fā)信機與接收天線、發(fā)射天線間用低損耗的射頻電纜連接。這就是所謂射頻拉遠技術(shù)。
第三代移動TD-SCDMA通信系統(tǒng)工作于2GHz頻段，受此頻段電波傳播特性的限制，基站數(shù)量大為增加，并且還有三維覆蓋的要求。由于TD-SCDMA的核心技術(shù)采用了智能天線技術(shù)，它是TD-SCDMA系統(tǒng)的優(yōu)勢所在。正因如此，TD-SCDMA和其他移動通信系統(tǒng)最大的區(qū)別在于其天饋系統(tǒng)的特殊性，即天線尺寸大、饋線多、塔放外掛。對于一個標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA三扇區(qū)基站而言，其天饋系統(tǒng)由三個智能天線、27根射頻電纜、3根電源/控制線、1個GPS天線及線纜和六個集成塔放等構(gòu)成。WCDMA未使用智能天線技術(shù)，故塔放及饋線相對較少，在上述同等條件下，只需9根射頻電纜和3根電源/控制線。由于連接天線和室內(nèi)射頻收發(fā)信機之間的射頻電纜在2GHz以上頻段的損耗比較大，天線拉遠距離短，一般在60m左右；且射頻電纜數(shù)量多，也相應(yīng)帶動其他輔材數(shù)量的增加，為TD-SCDMA基站成本控制帶來了很大壓力；而射頻拉遠技術(shù)在降低饋線損耗和電纜數(shù)量及安裝難度控制等方面面臨著極大的困難，特別導(dǎo)致建設(shè)成本偏高的后果。
由于2GHz頻段的電波傳播特性，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)中每個宏小區(qū)基站(一套天線)的覆蓋半徑只能有1-3公里，在城市內(nèi)高樓大廈林立的地區(qū)、樹木遮擋的區(qū)域、樓房內(nèi)等，此覆蓋半徑還要小得多。而且，在此覆蓋區(qū)域內(nèi)可能還會存在很多無法通信的陰影區(qū)域。由于每個無線基站的覆蓋區(qū)域太小，因此要在一個城市內(nèi)實現(xiàn)完好的覆蓋，就必須架設(shè)大量的基站，其中站址的選擇和建設(shè)成本也是非常困難的問題。
按照目前的基站設(shè)備設(shè)計方案，每個小區(qū)都必須有完整的基站設(shè)備配置，包括從數(shù)字基帶信號處理到模擬射頻收發(fā)的全部部件，導(dǎo)致基站成本太高。而且，很多基站設(shè)備無法使用Iub接口方便地接入系統(tǒng)，使每小區(qū)承擔(dān)的無線基站設(shè)備的成本居高不下。
因此，在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)即將大規(guī)模商用之前，如何減少射頻電纜數(shù)量，降低射頻饋線損耗及擴大基站覆蓋范圍，同時增加基站系統(tǒng)集成度，已經(jīng)成為各設(shè)備制造廠家面臨的重要問題。然而，目前使用的射頻拉遠技術(shù)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。
中頻拉遠技術(shù)
在TD-SCDMA系統(tǒng)中，無線基站采用中頻拉遠方案就可以很好地解決上述問題。此方案是將無線基站中的模擬射頻收發(fā)部分與無線基站的基帶數(shù)字信號處理部分在模擬中頻處分開，從而形成遠端射頻前端設(shè)備與室內(nèi)單元。中頻拉遠技術(shù)通過基站室內(nèi)單元的模擬中頻接口，將射頻收發(fā)信機拉遠至天線附近。下行方向?qū)⒅蓄l信號傳輸?shù)缴漕l前端，經(jīng)混頻后轉(zhuǎn)換為射頻信號，再由天線發(fā)射；上行方向?qū)奶炀�過來的射頻信號在前端混頻為中頻信號，通過中頻傳輸系統(tǒng)傳回到基站室內(nèi)單元。
采用模擬中頻傳輸技術(shù)，遠端射頻前端設(shè)備與室內(nèi)單元間可以用有線和無線傳輸手段相連接。其介質(zhì)可以是中頻電纜、光纖以及微波接力設(shè)備等。連接方式可以是星形結(jié)構(gòu)，也可以是串行結(jié)構(gòu)。
比較傳統(tǒng)方式的射頻拉遠技術(shù)，基于中頻電纜的中頻拉遠技術(shù)具有以下的特點：
1．電纜數(shù)量少
在中頻拉遠技術(shù)中將所有的5條中頻電纜采用專門的技術(shù)進行處理合成為大小和目前的射頻電纜大小差不多的一條電纜，加上控制和電源的一條電纜，每臺前端只需要使用2條電纜，從而使電纜數(shù)量大大降低。一個三載扇的TD-SCDMA系統(tǒng)總共只需要12條電纜，而現(xiàn)有的需要31條電纜，想比而言具有極大的優(yōu)勢。最新的技術(shù)中已經(jīng)可以使用一個前端一條電纜的方式，加上TD-SCDMA技術(shù)上可以采用6天線智能天線系統(tǒng)，一個三載扇的TD-SCDMA系統(tǒng)只需要使用3條電纜的方式很快就可以實現(xiàn)。
2．傳輸距離遠
比較射頻電纜，中頻電纜傳輸衰減小、傳輸距離遠，中頻信號在中頻電纜的損耗每100米小于10dB，在滿足TDD系統(tǒng)對時延的要求下，天線距離室內(nèi)基站單元有效距離可以做到300米，遠遠大于目前的射頻拉遠60米的距離。
3．組網(wǎng)靈活
由于可以實現(xiàn)300米的連接距離，運營商在組網(wǎng)的時候可以靈活考慮室內(nèi)基站的位置，特別在高樓建網(wǎng)的時候，運營商可以在樓內(nèi)任何的位置考慮設(shè)置機房，包括在地下室。比起目前的射頻塔放方式運營商不得不在有限的5-60米范圍內(nèi)為了尋找機房而費盡周折，并且還不得不和物業(yè)討價還價，中頻拉遠方式讓運營商省去了很多的麻煩。
4. 硬件成本低
由于中頻拉遠的前端成本和目前的塔放成本持平，而中頻電纜的成本遠低于射頻電纜，大約是1/4，饋線系統(tǒng)的成本在整個基站系統(tǒng)成本中占的份額很高，所以整個基站系統(tǒng)的成本也得到很大的降低。
5. 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本低
由于前端和室內(nèi)基站的距離可以拉遠到300米，運營商在建網(wǎng)的時候可以靈活地考慮機房的位置，所以站址的成本可以大大降低，而由于線纜數(shù)量的減少，也會導(dǎo)致鋪設(shè)電纜的費用大大降低。
基于光纖的中頻拉遠技術(shù)，使得超級基站，即基帶處理能力足夠大的公共室內(nèi)單元成為可能，它可以連接數(shù)個甚至數(shù)十個位于遠端的射頻前端設(shè)備中的模擬射頻收發(fā)單元，用以連接一個天線或者多個天線，同時支持?jǐn)?shù)個至數(shù)十個宏小區(qū)、微小區(qū)及微微小區(qū)。在做無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時，在城市中心等地區(qū)，可以靈活地根據(jù)覆蓋要求，組成成本低、覆蓋良好的移動通信網(wǎng)。
NTS-8000模擬中頻拉遠子系統(tǒng)
為解決城市熱點區(qū)域的室外覆蓋問題，芯通科技率先推出NTS-8000系列產(chǎn)品，NTS-8000是采用TD-SCDMA基站射頻子系統(tǒng)中頻接口的中頻拉遠子系統(tǒng)，屬于TD-SCDMA NodeB 的射頻/中頻室外收發(fā)信單元。
NTS-8000包含4個射頻收發(fā)單元，可支持單載波和三載波信號；采用四根射頻電纜和一根校準(zhǔn)電纜與天饋系統(tǒng)相連；1根中頻電纜與基站室內(nèi)單元連接，室內(nèi)基站單元通過控制電源電纜對NTS-8000進行控制和系統(tǒng)供電。
NTS-8000的主要特點如下：
減少電纜數(shù)量，降低建站成本和施工難度。NTS-8000的優(yōu)勢可以在下表中看出來，對比使用射頻拉遠與中頻拉遠技術(shù)對室外機箱和電纜的要求，顯然，NTS-8000將大大減少室外設(shè)備和電纜要求，大大降低設(shè)備成本和工程造價。這里均是指在一個3扇區(qū)的基站，WCDMA采用空間分集技術(shù)(兩路分集)。
系統(tǒng)備份設(shè)計，提高基站可靠性。NTS-8000可以成對使用、對稱連接，從而支持8天線陣列。 并且兩個前端可互為備份，提高了基站的可靠性。
操作簡便，支持多種安裝方式。NTS-8000設(shè)計小巧，單機總重量小于20公斤，支持抱桿、掛壁、塔頂?shù)劝惭b方式，操作安裝簡便。
特殊可靠性設(shè)計。NTS-8000充分考慮到室外工作環(huán)境的防熱、防潮、防雷及電磁干擾等因素，且機箱具有采集告警功能，以保證系統(tǒng)的可靠工作。
NTS-8000系列目前已經(jīng)規(guī)模用于TD-SCDMA外場實驗，對于智能天線校準(zhǔn)、語音及高速數(shù)據(jù)下載等均表現(xiàn)優(yōu)異。在中心城區(qū)和熱點地區(qū)等基站選址比較困難的地方，NTS-8000已顯現(xiàn)其低成本、布站靈活、安裝簡便的優(yōu)點。NTS-8000對促進TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)鏈的成熟和降低TD-SCMDA網(wǎng)絡(luò)成本具有重要意義。
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