移動網(wǎng)絡分布式基站建設方案研究

羅崇光

（長沙通信職業(yè)技術(shù)學院，湖南 長沙 410015）

0 引言

隨著基站選址難度的進一步加大，傳統(tǒng)的基站產(chǎn)品和建設模式受到越來越多的挑戰(zhàn)，伴隨著軟件無線電技術(shù)逐步成熟，越來越多的設備供應商推出更加靈活多樣的分布式基站產(chǎn)品，分布式基站逐步在現(xiàn)網(wǎng)上大規(guī)模應用[1]。

隨著分布式基站應用逐步成熟，近期基于分布式基站建設的幾種模式如基帶處理單元（BBU）集中建設，射頻處理單元（RRU）拉遠建設將在網(wǎng)絡建設中起到較為重要的作用，分布式基站的規(guī)模應用，并輔助家庭基站（Femto）等新興技術(shù)，可以使得無線接入網(wǎng)滿足用戶無所不在的移動寬帶接入需求[2]。

1 分布式基站技術(shù)分析

傳統(tǒng)基站的基帶處理和射頻處理都放置在一個機柜中，所以體積比較大，組網(wǎng)不是十分靈活，分布式基站將BBU和RRU分開，中間通過光纖連接，可以更加靈活的進行組網(wǎng)[3-4]。

1.1 分布式基站構(gòu)成和特點分析

分布式基站是由BBU和RRU兩部分構(gòu)成。BBU主要進行基帶處理（信道的編碼、譯碼、擴頻加擾、解擴解擾、測量），與RRU的接口（Ir接口，非開放接口，目前多采用CPRI協(xié)議），與RNC的接口（Iub接口），基站的維護與管理等功能[5]。

RRU主要進行射頻信號的濾波處理（雙工器），包含上行信號LNA、下變頻、AGC、A/D、RRC濾波、QPSK解調(diào)，下行信號的RRC濾波、D/A、QPSK調(diào)制、下變頻、功率放大、增益控制，TCP/RTWP的測量，天饋系統(tǒng)管理等功能。BBU與RRU之間連接的光纖，有單模光纖和多模光纖之分，根據(jù)不同組網(wǎng)方式和光纖長度不同，選取不同的光模塊和不同的光纖類型，多模光纖主要應用于連接距離較近的場景，比如同站址的應用，單模光纖主要應用于連接距離較遠的場景。分布式基站具備以下特點：BBU尺寸較小，一般只有 1個單元大小，安裝靈活；RRU采用自然散熱，室外型設計，滿足IP55或者IP65防護等級；RRU采用高效功放技術(shù)，功放功率滿足60 W要求，與傳統(tǒng)宏基站類似的功率，RRU上塔節(jié)省饋線損耗，覆蓋效果優(yōu)于傳統(tǒng)基站。

1.2 分布式基站組網(wǎng)方式分析

分布式基站BBU和RRU可支持星型組網(wǎng)、鏈型組網(wǎng)、星鏈混合組網(wǎng)和環(huán)型組網(wǎng)。RRU支持軟復位，在支持鏈型或樹型等組網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，上級RRU非掉電復位不影響下級RRU功能，提高了系統(tǒng)可靠性[6]。

星型組網(wǎng)時，一個BBU一般支持6個Ir接口；對于鏈型組網(wǎng)，采用不同的CPRI接口，支持的級聯(lián)的級數(shù)不同，1.25 Gbit CPRI最大支持4級級聯(lián)，2.5G bit CPRI最大支持 8級級聯(lián)，大多數(shù)廠家設備只支持4級級聯(lián)。

2 分布式基站建設思路的探索

2.1 適用場景和建設驅(qū)動力分析

近年來，分布式基站建設逐步成為基站建設的主流，各種靈活多變的分布式基站組網(wǎng)方案得到廣泛的應用，究其原因，主要存在以下場景和建設驅(qū)動力。

(1)有效的破解選址難題，實現(xiàn)快速建網(wǎng)

受限于機房、引電等條件制約，傳統(tǒng)基站建設難度越來越大，分布式基站RRU完全室外型設計，對機房配套幾乎沒有要求，直接接引外市電或者室外配置一體化電源，即可滿足建設要求，結(jié)合一些特殊場景方案需求，可以將天線與RRU做在一起，做些偽裝和美化即可實現(xiàn)局部區(qū)域覆蓋，大大降低了基站選址和建設難度，也提升網(wǎng)絡建設速度。

(2)適應分布系統(tǒng)的多天線、小功率的設計思路

分布式基站的出現(xiàn)，有效的適應了分布系統(tǒng)的多天線、小功率的設計理念，有效的解決了過去室分設計中大量使用干放而帶來的干擾、監(jiān)控等問題，小型的室分系統(tǒng)可以選用RRU作為信源替代光纖直放站，大型的室分系統(tǒng)可采用BBU+多個RRU方式，采用RRU替代干放，有效解決容量和覆蓋質(zhì)量問題。

(3)有效解決高速鐵路鏈狀覆蓋難題

高鐵覆蓋場景，切換控制顯得尤為重要，分布式基站采用星鏈混合組網(wǎng)方式，結(jié)合小區(qū)合并技術(shù)能有效的解決高鐵覆蓋建設的難題，RRU拉遠單元無需機房，通過簡單的配套即可實現(xiàn)覆蓋，對于引電困難的，也可采用電源遠供技術(shù)實現(xiàn)RRU的引電問題。

(4)RRU上塔有效增強覆蓋

RRU上塔能減少饋線損耗，有效的增強覆蓋，實現(xiàn)網(wǎng)絡設計節(jié)能。

2.2 分布式基站BBU集中建設

早在 2005年分布式基站產(chǎn)品推出之初，某廠家就推出“運維工廠”的建網(wǎng)思路，在原中國電信和原中國網(wǎng)通進行推介，所謂“運維工廠”就是充分利用固網(wǎng)大量的局所資源，在固網(wǎng)局所內(nèi)建設BBU基帶池，通過充裕的光纖資源，將RRU分布到城市的各個角落，實現(xiàn)3G網(wǎng)絡的快速部署，使得原固網(wǎng)運營商能夠快速、高效的建設移動通信網(wǎng)絡，但由于當時分布式基站產(chǎn)品成熟度差，RRU設備穩(wěn)定性較差，這種理念并沒有在現(xiàn)網(wǎng)大規(guī)模部署，不過隨著3G網(wǎng)絡建設在全球的大規(guī)模開展，分布式基站產(chǎn)品發(fā)貨量占比逐年增大，到了2009年，分布式基站發(fā)貨基本占據(jù)3G基站的70%以上，分布式基站產(chǎn)品逐步成熟起來，使得 BBU集中建設，RRU拉遠的建設模式，在國內(nèi)逐步開始應用起來。BBU集中建設與傳統(tǒng)建設模式優(yōu)缺點對比如下。

(1)優(yōu)點

RRU建設相比BBU建設對配套要求的較低，BBU集中設置時，能充分利用BBU可用資源，節(jié)省 BBU資源配置，同時能明顯降低RRU拉遠站點配套建設，有效降低建網(wǎng)成本；RRU站點室外型設計、空調(diào)等高耗能設備大量減少，BBU集中設置，提高了電源供給的效率，能有利促進網(wǎng)絡的節(jié)能減排；靈活的部署策略，使得基站建設不再受限于基站機房選址難題，能有效的提高建網(wǎng)進度，實現(xiàn)快速運營；大量節(jié)省傳輸設備投資，RRU與 BBU只需裸纖連接，無需配置傳輸設備資源；集中BBU基帶池，大大增加了更軟切換比例，減少軟切換比例，資源調(diào)度的效率也大大提高，網(wǎng)絡性能指標也隨之改善。

(2)缺點

由于RRU與BBU之間需要占用一對裸纖，占用較多的光纖資源；RRU室外放置，防雷、防盜、天面承重等相比傳統(tǒng)基站，對室外施工質(zhì)量要求較高；遠端RRU供電安全問題，遠端RRU的引電和備電問題，有待優(yōu)化解決；RRU操作維護，需上天面或者上塔進行，相比傳統(tǒng)基站只需機房內(nèi)操作，對運維人員要求更高。

3 分布式基站建設方案

3.1 BBU集中建設方案

某地共有53個機房采用BBU集中式建網(wǎng)方案，共集中放置568個BBU，下掛拉遠2 337個RRU。9個骨干機房集中放置了20個以上BBU，其中3個機房集中放置BBU數(shù)量超過50個，通過集中放置的建設方式，該地移動公司共節(jié)省 344個 BBU，相應節(jié)省大量FE、E1接口，節(jié)省1套RNC。集中度最高的為XX局，共放置BBU72個，下掛拉遠RRU245個，該局點主要解決了109個樓宇室內(nèi)覆蓋和4個室外基站覆蓋，該局點方案主要解決了市區(qū)室內(nèi)分布信源BBU集中設置問題，具體方案見圖1。

圖1 BBU集中建設方案

針對該局點BBU集中建設與傳統(tǒng)建設思路的投資進行對比：

傳統(tǒng)建設模式：購置設備 123套 BBU/245套RRU，需 113個站點需要租賃或購置配套資源，需113端622 Mb/s或者155 Mb/s傳輸設備，假設每15個BBU組成一個BBU環(huán)網(wǎng)，則123個BBU需新增至少9個622 Mb/s傳輸環(huán)網(wǎng)；需新建5個光交接箱，現(xiàn)有光交接箱根據(jù)需要擴容。

BBU集中建設模式：購置設備72套BBU/245套RRU，利用現(xiàn)有端局機房，無需租賃和購置機房，需2端匯聚層10 Gb/s傳輸設備，端局局新建2個光纜環(huán)，新建5個576芯光交接箱，擴容9個288芯光交接箱至576芯。

從以上對比分析，BBU集中建設模式在網(wǎng)絡建設階段即可節(jié)省大量的投資，在運行維護方面，由于節(jié)省部分BBU和空調(diào)配套等設備，節(jié)能減排效果更加明顯。

3.2 RRU拉遠建設方案

在南方某省RRU拉遠應用在交通干線覆蓋，某高鐵覆蓋上，采用BBU放置在現(xiàn)網(wǎng)一個條件比較好的基站，在高鐵沿線采用RRU拉遠方式建設，并采用小區(qū)合并技術(shù)，把歸屬于同一BBU的不同小區(qū)合并為同一個小區(qū)，使用同一個擾碼，采取小區(qū)合并，在滿足容量覆蓋的前提下，可以增大單小區(qū)的覆蓋范圍，延長用戶駐留單小區(qū)的時間，減少切換，可以提升數(shù)據(jù)業(yè)務提供能力。

3.3 分布式基站建設的相關(guān)建議

3.3.1 建設模式的選擇建議

BBU集中建設是分布式基站建設方式的一種靈活應用模式，可以推廣應用，考慮到3G網(wǎng)絡已初步建成，未來網(wǎng)絡建設更多的圍繞網(wǎng)絡覆蓋拓展和優(yōu)化展開，建議 BBU集中建設時遵循以下原則：BBU集中的機房，BBU集中數(shù)量不宜過多，BBU建議不超過5個為宜，并適當增加BBU集中機房電源和傳輸安全保障級別，BBU集中機房應作為 VIP基站進行重點保障；對于集中放置BBU所拉遠的RRU按區(qū)域就近、連片覆蓋；每個BBU預留一定的端口，單接口板光接口不超過5個，具有一定擴展性。

3.3.2 BBU集中局所選擇的建議

優(yōu)先考慮在核心網(wǎng)機房、端局（模塊局）以及條件好的基站作為BBU集中放置的局址，BBU與RRU連接光纖，盡可能采用傳輸末端接入光纜，原則上不占用匯聚層和骨干層光纜資源。

3.3.3 BBU+RRU組網(wǎng)方式建議

考慮到星型組網(wǎng)最為成熟，所有廠家都支持，一般應用場景采用星型連接組網(wǎng)，高鐵覆蓋等特殊場景可采用星鏈混合組網(wǎng)模式，為保證網(wǎng)絡質(zhì)量，建議鏈型組網(wǎng)時，不超過2級連接，對于一些特殊場景為增加安全性，可結(jié)合廠家設備特點，選擇環(huán)形組網(wǎng)方式，提高BBU+RRU光纖連接安全性。

（1）RRU拉遠設置

室內(nèi)分布RRU就近接入光交接箱，共享就近宏站的 BBU，實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋；具備上塔條件的盡可能上塔安裝，接近天線安裝，減少饋線損耗；對于居民阻撓等基站，可采用RRU與天線一體化設備，通過偽裝和美化進行部署；RRU室外安裝時，考慮必要的防雷電措施，避免雷電對RRU的損害。

（2）RRU用電的相關(guān)建議

RRU上塔應優(yōu)先選擇直流供電方式，避免交流電上塔的風險；VIP基站需考慮 RRU備電措施，比如配置一體化室外電源柜；RRU與BBU同站址， RRU和機房電源線距離小于100 m可以直接從機房引電，超過100 m采用更大線徑電源線或在RRU處直接引電。對于道路沿線覆蓋基站，若就近引電困難，可采用電源遠供方式解決RRU供電難題。

4 結(jié)語

隨著分布式基站的逐步成熟，BBU集中建設和RRU拉遠的規(guī)模應用，使得基站建設組網(wǎng)模式更加靈活，適應不同的建設場景，分布式基站建設模式的推廣應用對于無線接入網(wǎng)絡建設顯得尤為重要，文中通過總結(jié)近幾年分布式基站應用的相關(guān)經(jīng)驗，圍繞BBU集中建設和RRU拉遠等建設模式提出了具體建議，希望能為通信運營商及相關(guān)規(guī)劃設計人員提供有益的參考。

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