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1、Comba TELECOM 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
2、盖和容量总是矛盾的，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
3、光纤直放站连接方式,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
4、理及应用,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 Siemens OBSAI组织成员(排名顺序不分先后)： Nokia ZTE LGE Samsung Hyun
5、dai,基站基带处理系统与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OB
6、CAI接口概述,基站与RRU连接方式：同频不同扰码方式(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
7、,RX/RX0,RX1,RX/RX0,RX1,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
8、站数大大减少。,SC1,无,无,无,光,光,光,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
9、和大面积的软切换。合理运用直放站，可以达到减少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
10、容量包括四部分：信道化码（扩频码）容量、基站信道板硬件容量、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WC
11、DMA射频容量的分析,基站加塔放和光纤直放站带来好处分析,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
12、兹常数 T=290度 绝对温度 B=3.84106HZ 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
13、接收灵敏度提高3.5dB （SB-SA） 相当自由空间的上行无线覆盖半径增加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-
14、25=-113.7dBm,以上计算可知，在光纤直放站的远端，又可提供比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（
15、7）得SB=-174+65.8+7+3-25=-116.2dBm,和式（1）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
16、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
17、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
18、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2005.9 3、“SKT的CDMA网络建设及运维情况”中国联通网优培训班2004.7 4、京信通信系统公司内部培训资料,谢谢！,