基站基带拉远rru与光纤直放站应用比较.ppt

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1、CombaTELECOM SYSTEMS,RRU与光纤直放站的差异,前言,很多基站设备提供商推出RRU设备，有的推出微蜂窝设备，很多情况是在没有确定基站规划目标情况下，将RRU当作NodeB节点来使用。造成在一个基站服务扇区内有多个NodeB节点，一旦网络全面开通将形成扰码污染、邻区列表数十个，软切换到处存在，出现虚假话务量，网络质量很难提高。如果在基站规划一次到位情况下，适当使用无线和光纤直放站，效果就大大不同，整个扇区只有一个主扰码，导频污染没有了，邻区列表简单化，直放站产生的泄漏变成有益的多径信号，使得服务区内网络整体质量得到很大提高，因此基站规划头等重要。,WCDMA是自干扰系统，覆盖

2、和容量总是矛盾的，要使容量大，覆盖区就变小，而直放站是用来扩大覆盖区（包括下行和上行覆盖区），可供更多用户接入网络，相当提高系统容量。关于直放站引入噪声问题，假定一个20W基站带一个20W的直放站，原来只有一个基站覆盖区，而现在有两个覆盖区，即基站覆盖区和直放站覆盖区，经计算原基站仅提高了3dB底噪声（实际可控制小于3dB），而整个覆盖区将近扩大1.7倍。,目录,一、RRU原理 1、RRU原理及应用 2、基站与拉远系统RRU之间的接口 3、基站基带调制与RRU单元相连接（下行）4、CPR1和OBCA1接口 5、基站与RRU连接方式二、光纤直放站原理 1、光纤直放站原理及应用 2、基站与光纤直放

3、站连接方式,目录,三、RRU与光纤直放站在WCDMA网络中应用比较 1、RRU基带池与光纤直放站载波池应用比较 2、基站+RRU应用 3、基站+直放站应用 4、直放站作用分析 抑制导频污染 扩大高速数据用户的覆盖区 为基站选址提供帮助 5、WCDMA直放站有利于增加射频容量分析 5.1基站加塔放和光纤直放站带来好处分析 5.2基站加光纤直放站带来好处分析 6、RRU与直放站应用比较小结,一、RRU原理,RRU原理及应用,当覆盖区内环境要求苛刻（机房，电源等），无法建设基站。,可将基站主要部分放在机房中，射频处理部分放到覆盖区域，之间采用光纤传输数字基带信号。,射频部分原理框图,RRU原理及应用

4、,射频部分完成功能,RRU原理及应用,RRU应用,RRU之间载频相同扰码不同RRU之间载频不同扰码相同RRU之间载频相同扰码相同RRU之间载频不同扰码不同多个RRU共同享用一个信道池的容量,扰码相同组成1个扇区扰码不同组成2个扇区,RRU原理及应用,基站与拉远系统RRU之间的接口,基站拉远系统：即基带处理留在基站，射频调制放在远处，之间通过基带信号连接也是一个组织开放接口。,CPRI组织成员(排名顺序不分先后)：Ericsson Huawei NEC Nortel SiemensOBSAI组织成员(排名顺序不分先后)：Nokia ZTE LGE Samsung Hyundai,基站基带处理系统

5、与RRU相连接（下行）,射频调制系统,RRU射频调制与解调系统,它包括：低噪声放大器、模拟射频接收机、ADC、数字下变频、数字滤波与天线分集、多载波功放、模拟射频发射机、DAC、数字上变频器、预失真与数字滤波等部件。对这些部件均有一定的监控和管理量。,CPRI 和OBCAI接口概述,CPRI 接口,CPRI所处的位置图,OBSAI 接口,OBSAI（Open Base Station Architecture Initiative）的开放式基站架构图,CPRI 和OBCAI接口概述,CPRI接口性能需求（需用千兆以太网传基带信号）,CPRI 和OBCAI接口概述,基站与RRU连接方式：同频不同

6、扰码方式(从NodeB引出),基站与RRU连接方式：同频不同扰码方式(从RNC引出),说明：不同扰码的组网方式相似于拉远的微蜂窝基站（NodeB）,二、光纤直放站原理,光纤直放站原理及应用,当覆盖区内环境要求苛刻（机房，电源等），无法建设基站。,用耦合器取出基站一部分射频信号，通过光电转换，用光纤传输到远端覆盖区。,近端机,远端机,光纤直放站结构框图,TX/RX,RX,TX/RX,RX,三波分复用,光纤直放站原理及应用,基站与光纤直放站连接方式,Node B,分集中继端机,主中继端机,覆盖（远）端机,RX1,中继（近）端机,光纤,40dB,40dB,RX/RX0,RX1,RX/RX0,RX1,

7、RX/RX0,40dB,注：直放站信号源取自基站天馈输出端口,基站与光纤直放站连接方式,三、RRU与光纤直放站在WCDMA网络中应用比较,RRU基带池与光纤直放站载波池应用比较,RRU基带池应用（随着载频增加加大投资）,注：图中 表示射频调制和解调单元,I/Q,光纤直放站载波池应用（随着载频增加，直放站不用调整）,RRU基带池与光纤直放站载波池应用比较,基站+RRU应用,结果：随着RRU增加，单位面积内软切换增加，导频增加，造成污染，室外容量下降。,基站+直放站应用,扩容只需基站加载频符合基站规划分步实施准则，直放站不需调整，覆盖区内无导频污染，基站数大大减少。,SC1,无,无,无,光,光,光

8、,f1 sc1,扩大高速数据用户的覆盖区,在WCDMA系统中，近处的手机可以提供高速数据，远处的手机只能提供低速数据，有了WCDMA直放站能够很好的克服这个问题。具体方法如图所示，在远处加直放站，可保证高速数据接入。,直放站作用分析,直放站作用分析,避免和解决“导频污染”,WCDMA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。在网络建设中，通常通过减小蜂窝半径（即：在单位面积增加蜂窝的数量）企图达到覆盖和容量的目的，其实这是GSM扩容方法，并不适用WCDMA。通过减小蜂窝半径，这样容易造成大量的导频污染和大面积的软切换。合理运用直放站，可以达到减少

9、导频污染和提高容量的目的。,抑制导频污染，方法如下图所示：,直放站的引用抑制导频污染,直放站作用分析,密集城区避免“导频污染”，避免宏/微蜂窝混合,避免基站过密方法如下图所示,红色表示NodeB,黑色表示直放站：,NodeB,Repeater,直放站作用分析,直放站为基站选址难提供帮助,基站选址应是均匀布局，但对于一些话务热点，实际上可能偏离基站中心，如下图所示：使用直放站可以帮助您选好基站。,注：红色部分表示话务热区,直放站作用分析,直放站有利于增加WCDMA射频容量的分析,3G直放站可以扩大基站覆盖区，提高上/下行射频容量,引言：WCDMA系统容量包括四部分：信道化码（扩频码）容量、基站信

10、道板硬件容量、空中接口自干扰射频容量和下行功率资源容量。,直放站可以提高射频容量和下行功率资源容量,直放站加入后，是在原来基站接收机的前端又加入一个低噪声（或相同噪声系数）的放大器和下行功率放大器，对于改善总体链路损耗有着明显作用，而且大大提高了基站接收机输入端的载干比C/I。扩大了基站的覆盖范围等于射频容量提高。还有一点应值得注意，加了塔放或直放站后，接收系统的改善应是塔放前端和直放站的前端，并不是原来的基站接收机的前端，这一点很多人往往认识不到。,直放站有利于增加WCDMA射频容量的分析,基站加塔放和光纤直放站带来好处分析,直放站有利于增加WCDMA射频容量的分析,基站加塔放和光纤直放站带

11、来好处分析,假定基站WCDMA输出功率20W=43dBm；基站接收机噪声系数NFB=4dB；直放站输出功率20W=43dBm 直放站上行接收机噪声系数NFR=4dB 直放站上行增益为GR=45dB 直放站耦合损耗为LC=45dB 塔顶放大器增益GA=12dB 塔顶放大器噪声系数NFA=2dB 基站馈线损耗La=3dB,直放站有利于增加WCDMA射频容量的分析,a、原基站上行接收系统灵敏度SB,上图中当没有加塔放和光纤直放站时，基站接收系统灵敏度 SB=K.T.B+NFB+馈线损耗+（Eb/No-W/R）式（1）K=1.3810-23 波尔曼兹常数 T=290度 绝对温度 B=3.84106HZ

12、 WCDMA射频调制带宽 W/R=25dB 话音处理增益 Eb/No=7dB话音规一化信噪比 SB=-174+65.8+4+3+（7-25）=-119.2dBm,直放站有利于增加WCDMA射频容量的分析,b、加入塔放和直放站后系统灵敏度,1）塔放侧上行接收机灵敏度SA,首先计算塔放前级的上行系统噪声系数,.式（2）,式中的是 由于20W光纤直放站的引入基站噪声提高3dB的影响，,，将已知数代入式（2）得,.式（3）,将已知数代入式（3）得 SA=-174+65.8+3.5+7-25=-122.7dBm计算结果可知，加塔放后比原来基站接收灵敏度提高3.5dB（SB-SA）相当自由空间的上行无线覆

13、盖半径增加1.5倍。,直放站有利于增加WCDMA射频容量的分析,b、加入塔放和直放站后系统灵敏度,2）光纤直放站侧上行接收机灵敏度SR,首先计算光纤直放站前级的上行系统噪声系数,.式（4）,式（4）中的是 由于塔放的引入使基站噪声系数提高7.8dB，因此,=4+7.8=11.8dB,已知光直放站输出功率同基站输出功率，设上、下行平衡GR-LC=0dB将已知数代入式（4）得：,直放站有利于增加WCDMA射频容量的分析,b、加入塔放和直放站后系统灵敏度,.式（5）,将已知数代入式（5）得：SR=-174=65.8+12.5+7-25=-113.7dBm,以上计算可知，在光纤直放站的远端，又可提供比

14、原基站覆盖区小不到一半的上行无线覆盖区。从对图1基站加塔放，又加光纤直放站的分析，可知上行覆盖区塔放是原基站1.5倍，光纤直放站是0.5倍，综合考虑覆盖区是原来基站的2倍左右。,直放站有利于增加WCDMA射频容量的分析,基站加光纤直放站带来好处分析,直放站有利于增加WCDMA射频容量的分析,基站加光纤直放站带来好处分析,a、加光纤直放站后，基站侧系统噪声系数，和灵敏度SB，设光纤直放站上、下行平衡，20W下行输出，GA-LC=0dB,.式（6）,将已知数代入式（6）得,基站侧上行灵敏度SB：,.式（7）,将已知数代入式（7）得SB=-174+65.8+7+3-25=-116.2dBm,和式（1

15、）不加直放站时对比，加光纤直放站后，基站侧覆盖范围减少3dB。,直放站有利于增加WCDMA射频容量的分析,基站加光纤直放站带来好处分析,b、光纤直放站侧上行接收机噪声系数 和灵敏度SR,光纤直放站等效噪声系数,.式（8）,将已知数代入式（8）中得,光纤直放站的接收系统灵敏度SR：,.式（9）,将已知数代入式（9）中得SR=-174+65.8+7+7-25=-119.2dBm,和式（1）不加直放站时相比，直放站侧覆盖范围等同原基站覆盖范围，这就清楚表明加了光纤直放站后，覆盖区变为2个，总的覆盖范围将近是原基站覆盖范围的2倍。总之通过以上分析，加了直放站后，覆盖范围得到扩大，有利高速数据的传输，也

16、等效上、下行容量的提高。,直放站有利于增加WCDMA射频容量的分析,RRU与直放站应用比较小结,1、实现方式,RRU与直放站应用比较小结,2、扩容差异,RRU,光纤直放站,每扇区每增加一个载频，则需要增加一个RRU。当机柜为满配置时，载频板全部利用，无法增加RRU。必须预留传输或传输复用。扩容投资较多。,宽带光纤直放站扩容时不需要增加设备。射频资源可根据话务需求随时灵活调配，提高利用率。不需要改动传输。扩容投资较少。,3、使用环境,单载频组网时，RRU和光纤直放站均可以作为基站覆盖的补充，节省投资。同时均可作为市内分布系统的信源。多载频组网时，多台RRU较光纤直放站需要占用过多传输资源，作为室

17、内分布系统信源时也需要占用大量室内空间和供电资源。异频组网时，RRU可用于增加异频或同频的覆盖，光纤直放站同时增加同、异频的覆盖。光纤直放站也可从RRU取出射频信号，实现与RRU的级连接续覆盖，等效于从基站取出信号。,RRU与直放站应用比较小结,4、对网络的影响,RRU与直放站应用比较小结,RRU与直放站应用比较小结,1）直放站可增加上/下行射频容量，解决覆盖与容量矛盾;2）直放站可以减小整个覆盖区导频污染;3）直放站可扩大高速数据用户的覆盖区;4）直放站为基站选址难提供帮助;5）直放站有光纤、无线、射频、塔放安装简便，应用灵活，而RRU应用有时受到光纤线路和其他诸多因素的受限;,6）RRU在

18、市区作为NodeB应慎用。对于直放站应用应保证信源质量良好，可选择光纤直放站、移频直放站或无线同频直放站。7）WCDMA直放站优于GSM直放站的应用，因为WCDMA容量大，可通过直放站分流，而且WCDMA允许直放站覆盖半径多达100Km，而GSM直放站最远不超过35Km。WCDMA直放站可增加射频容量，而GSM直放站不可能增加射频容量。因此WCDMA直放站大有应用前景。,RRU与直放站应用比较小结,参考资料：,1、“蜂窝移动通信射频工程”人民邮电出版社2005.1京信通信系统公司编写2、“WCDMA无线网络规划探讨”中国电信北京规划院梅承力编写2005.93、“SKT的CDMA网络建设及运维情况”中国联通网优培训班2004.74、京信通信系统公司内部培训资料,谢谢！,