通信设备BBU和RRU

一、BBU_RRU方式与传统方式对比

BBU(Building Base band Unit)室内基带处理单元。

3G网络大量使用分布式基站架构，RRU（射频拉远模块）和BBU（基带处理单元）之间需要用光纤连接。一个BBU可以支持多个RRU。采用BBU+RRU 多通道方案,可以很好地解决大型场馆的室内覆盖。

通常大型建筑物内部的层间有楼板，房间有墙壁，室内与室内用户之间有空间分割，BBU+RRU多通道方案就是利用这一特性。对于超过10万平方米的大型体育场馆，可将看台划分为几个小区，每个小区设置几个通道，每个通道对应一面板状天线。

通常室内分布系统采用电缆的电分布方式，而BBU+RRU方案则采用光纤传输的分布方式。基带BBU(Building Baseband Unit室内基带处理单元)集中放置在机房，RRU(Remote Radio Unit远端射频模块)可安装至楼层，BBU与RRU 之间采用光纤传输，RRU再通过同轴电缆及功分器(耦合器)等连接至天线，即主干采用光纤，支路采用同轴电缆。

对于下行方向：光纤从BBU直接连到RRU，BBU和RRU之间传输的是基带数字信号，这样基站可以控制某个用户的信号从指定的RRU通道发射出去，这样可以大大降低对本小区其他通道上用户的干扰。

对于上行方向：用户手机信号被距离最近的通道收到，然后从这个通道经过光纤传到基站，这样也可以大大降低不同通道上用户之间的干扰。BBU+RRU方案对于容量配置非常灵活，可按容量需求，在不改变RRU和室内分布系统的前提下，通过配置BBU来支持每通道从1／6载波到3载波的扩容。

理论与实践证实该方案具有下列特点：独特的多通道算法实现空间隔离，可以降低干扰；覆盖和容量可独立规划；降低对干线放大器的依赖；基带容量可实现共享，扩容能力大；光纤无损耗，主干布放简便，RRU部署灵活。但是缺点是需增加光电转换单元，且光纤较容易损坏，需要采用铠装。TD—SCDMA室内分布系统与其它3G的区别TD—SCDMA为时分双工(TDD)，WCDMA、cdma2000为频分双工(FDD)，空中接口的技术体制也不同，因此，其室内分布系统也有所不同。

室内分布系统中主要是信源不同，信源主要包括宏基站、微基站、拉远型基站和直放站四种。(1)宏蜂窝信源：主要应用在话务量高、覆盖区域大j具备机房条件的高档写字楼j大型商场、星级酒店、奥运体育场馆等重要建筑物。(2)微蜂窝信源：主要应用在中等话务量、中小型建筑物。(3)拉远型信源：为大容量基站，主要应用在话务量较高的写字楼、商场、酒店等重要建筑物，尤其适合建筑群的覆盖。(4)直放机信源：主要应用在覆盖区域分散的小区，补盲覆盖的电梯、

地下室等场所。3G网络与2G网络的区别由于3G网络工作在2000MHz频段，电波的传播损耗比2G频段大，信号穿透能力比2G频段弱，而且3G的高速数据业务需要更强的信号强度和信号质量，单靠室外宏基站解决室内覆盖已不能满足要求，在高层建筑的低层深处、地下车库常常存在局部盲区，通常需要建设有源和无源的室内分布系统。

TD-SCDMA产业目前已经发展成熟并开始大规模商用。TD-SCDMA采用了智能天线技术，所以不可避免的带来馈线过多的问题，而采用基于基带部分和射频部分分离的BBU（Base Band Unit）+RRU（Remote Radio Unit）构架的Node B能够有效解决馈线多、施工难度大以及站址资源获取难的问题，已经成为业界部署网络的标准解决方案。

RRU(Radio Remote Unit)技术特点是将基站分成近端机即无线基带控制（Radio Server）和远端机即射频拉远（RRU）两部分，二者之间通过光纤连接，其接口是基于开放式CPRI或IR接口，可以稳定地与主流厂商的设备进行连接。RS可以安装在合适的机房位置，RRU安装在天线端，这样，将以前的基站模块的一部分分离出来，通过将RS与RRU分离，可以将烦琐的维护工作简化到RS 端，一个RS可以连接几个RRU，既节省空间，又降低设置成本，提高组网效率。同时，连接二者之间的接口采用光纤，损耗少。

3G网络大量使用分布式基站架构，RRU（射频拉远模块）和BBU（基带处理单元）之间需要用光纤连接。一个BBU可以支持多个RRU。采用BBU+RRU 多通道方案,可以很好地解决大型场馆的室内覆盖。

二、拉远技术

拉远技术一般包括射频拉远、中频拉远、基带拉远等三种技术。TD-SCDMA光纤拉远技术主要应用于射频拉远和基带拉远。射频拉远是通过光电耦合部件将射频信号用光纤进行远距离传输，远端部分包括光电耦合部件、功放设备、智能天线。基带拉远与WCDMA 的基带拉远方式一样，分为基带部分(BBU)和射频部分(RRU)，中间采用光纤进行信号传输，这种方式有时也被称为分布式基站或射频拉远(BBU+RRU)。光纤拉远有其优势，但也存在一些问题，运营商和设备商如何共同推进光纤拉远的广泛应用也很值得探讨。

在基站部署中采用光纤拉远技术可以为移动运营商带来巨大的好处，主要表现在以下几个方面。

第一，降低建设成本。采用光纤传输，可以减少馈线损耗，降低了功率放大器的功率要求，从而降低了基站设备成本。

第二，降低运营成本。通过对现有基站资源的合理利用和基站基带部分的集中放置，降低基站的租赁费用。

第三，实现快速建网。基带和射频的分开放置，让工程建设具有了很强的灵活性，加快了工程施工进度，保障3G网络快速部署。

第四，便于网络优化调整。光纤的远距离和快速部署特点，使TD-SCDMA天线的位置调整不再受基站的制约，可以依据基站周围环境特点，构建标准蜂窝结构，降低了网络优化的难度。

第五，合理利用光网络资源。可以合理利用现有的光网络资源，新建的光缆网络也可以用于其它各种业务，如数据接入、视频监控等。

第六，解决室内覆盖。过去一般将室内覆盖单独分开考虑，采用光纤拉远技术后可以将室外和室内信号覆盖统一考虑，有效利用网络资源，降低了成本，提高了网络覆盖质量。

然而，在基站部署中采用光纤拉远技术还存在如下问题。

第一，产品集成度有待进一步提高。TD-SCDMA采用了智能天线提高了网络覆盖性能，但由于采用了天线阵，也对RRU的产品集成度提出了更高的要求。

第二，大规模应用经验缺少。目前国际上仅有少数运营商采用分布式基站进行大规模网络部署，关于光纤拉远技术的应用尚缺乏大规模应用经验，需要在实际应用中探索。

第三，大规模试验的验证。TD-SCDMA的光纤拉远技术在2006年才被应用到大规模试验网中进行少量测试验证，从实际测试、使用情况看仍存在一些问题，但不一定必须进行大规模测试。目前存在的问题，主要反映在远端单元的机械部分、硬件功能上，不涉及基站软件和网络性能，属于单机设备问题，不需要对其组成的无线网络进行大规模性能测试。对于远端设备，只需进行不同应用场景、应用环境的验证测试即可。

第四，其他WCDMA系统中也存在的共性问题：功放效率的进一步提升、功耗和散热的改善、各种环境能力的适应、维护工作量较大、扩容不方便、室外设备美化要求、可靠性和稳定性的进一步验证等等。

以上TD-SCDMA光纤拉远技术应用中存在的问题，同样也存在于WCDMA系统中。由于WCDMA系统的光纤拉远技术应用的比较早，经过多次改进已经有了明显提高。这些问题需要在今后的实际使用中，逐步改进解决，但不影响光纤拉远技术在扩大网络规模试验中的应用。

三、拉远技术

答：拉远系统多用于3G，爱立信有这种射频拉远的设备，射频单元和主单元可以最远到500m的距离，所用的设备是RBS2108、RBS2111，这个技术在2G中用的不多，其目标是3G通信。因为2G中用这种做法完全是一个浪费，其原理如下：

将射频或者中频、基带信号经过电光转换模块耦合为光信号，并在光纤中

传输－是模拟光通信的一种方式；光信号到达目的后经过光电转换模块转换为光电流（电信号），如果是射频可以进行滤波、放大馈入天线；如果是中频和基带可能就麻烦一点，要把他们转成射频，再滤波、放大。这种方法公用同一个cell—ID，故称之为拉远。具体体现为基带信令处理和射频是分开的，主要是因为站址不好选择了，还有就是很多人注意辐射的影响了，所以它们分开做，显得比较隐蔽。

1、RRU工作原理及应用

射频拉远单元RRU（Remote Radio Unit）带来了一种新型的分布式网络覆盖模式，它将大容量宏蜂窝基站集中放置在可获得的中心机房内，基带部分集中处理，采用光纤将基站中的射频模块拉到远端射频单元，分置于网络规划所确定的站点上，从而节省了常规解决方案所需要的大量机房；同时通过采用大容量宏基站支持大量的光纤拉远，可实现容量与覆盖之间的转化。

RRU的工作原理是：基带信号下行经变频、滤波，经过射频滤波、经线性功率放大器后通过发送滤波传至天馈。上行将收到的移动终端上行信号进滤波、低噪声放大、进一步的射频小信号放大滤波和下变频，然后完成模数转换和数字中频处理等。系统框图如(图1)所示。

RRU同基站接口的连接接口有两种：CPRI（Common Public Radio Interface 通用公共射频接口）及OBASI（Open Base Station Architecture Initiative 开放式基站架构）。其中，CPRI组织成员包括：爱立信、华为、NEC、北电、西门子。OBSAI组织成员包括：诺基亚、中兴、LGE、三星、Hyundai。RRU同RNC连接图如(图2)所示。

信号覆盖方式上，RRU可通过同频不同扰码方式，从NodeB引出。也可通过同频不同扰码方式，从RNC引出。这两种覆盖方式都是常规的方式，除此之外，对于3扇区，但配有多余信道板以及多余基带处理设备的基站可以利用基带池共享技术，将多余的基带处理设备设为第4小区，如图3所示。图中SC为扰码I/Q 射频调制解调，SCH为同步码。

2、RRU同数字光纤直放站的分析比较

RRU同数字光纤直放站都可利用现有成熟的以太网数字光纤传输技术传输基带信号，并共同遵守标准的CPRI和OBSAI接口。使用中可实现RRU和数字光纤直放站的远端机的互相替换。

两者均可作为室内分布系统的信号源，选用哪一种取决于宏基站的载频数量和该室内业务量需求。如果宏基站载频多、容量很富裕，用数字光纤直放站拉远更合适，同时可减少扇区扰码。如果该室内业务量需求较大应选用RRU作信号源。如果业务量需求很大，如大型写字楼、会展中心等，应考虑数字光纤直放站、RRU和宏基站的联合组网。

在覆盖距离上，两者均可作为基站拉远系统供用，数字光纤直放站用作载波池拉远，RRU可用作基带池拉远。载波池拉远距离取决于小区覆盖半径和光在光纤上的传输速度，数字信号在光纤中传播，其动态范围也较模拟信号大，这样就可以实现远端机更大的信号覆盖；同时，数字信号不随光信号的衰减而衰减，因此其传输（拉远）距离也进一步增加了。经计算，最远可达40km以上，用作基带池拉远的RRU基本不受距离限制，可拉得更远。

在组网方式上，RRU作为拉远单元可单独使用，而数字光纤直放站由近端机和远端机组成，在实际应用时，近端机是一个，而远端机可以是一个或多个，组网上可并联也可串联，组网方式也可以多样化，如：菊花链形、环形、树形等等。在扰码的使用上，数字光纤直放站射频信号的扰码总是同施主基站的扰码相同，数字光纤直放站也不增加基站信道板硬件容量和正交码容量，所以在扇区内大量采用并不会增加扰码。射频拉远单元RRU是利用基站剩余的信道板和基带处理设备组成新的扇区，通过光纤系统拉到远处，有人称它为基带池技术，也有人叫它拉远的微蜂窝技术，总之，它具有硬件容量，并且拥有新的扰码和同步码。由

于RRU具有基站性能，在宏基站的扇区内大量采用必然会增加很多扰码和邻区列表，会发生导频污染，软切换增加。如(图6)所示。在网络优化时这是必须注意的问题。

在传输时延上，数字光纤直放站的传输时延比较大，因为存在两次变频过程。而RRU直接传送基带信号，时延不明显。

在底噪抬升上，数字光纤直放站仅采用ADC和DAC，此过程只可能引入更多的量化噪声，从而抬升上行噪声。而RRU传输的为纯基带信号，可不用考虑底噪问题。

从成本上，采用RRU技术，可以节省常规建网方式中需要的大量机房，节约基带单元的投资。RRU体积小，重量轻，可以应用于城区机房条件不理想或者机房匮乏的情况，但是应用前提是需要有光纤进行传输。但在价格方面，RRU比直放站要贵1/3左右。对于一拖一的系统，数字光纤直放站成本优势不明显，但一拖多，成本优势就比较明显了。

三、延伸系统和拉远系统的比较：

以延伸系统常见的直放站为例（非光线直放站）与3G RRU比较

1、直放站没有容量，拉远是可以带容量的系统。

2、直放站会对施主基站造成干扰，而拉远站则是本站的一个扇区，不会产生干扰。

3、直放站有效距离有限，拉远站的有效距离在40公里以内。

4、直放站的故障率是在17%左右，拉远站目前的故障率在3%左右。

5、直放站容易自激，拉远站涉及不到该问题。

6、直放站在断电掉站重起后不易起站，拉远站则不会有此种情况。