几种分布式基站技术在小区覆盖优化中的应用

卓秀钦

摘 要：从居民小区无线信号覆盖状况出发，通过对BBU+RRU、数字光纤直放站和数字光纤分布系统技术特点分析和研究，总结各种技术在小区覆盖优化中的应用特色。

关键词：小区覆盖；BBU+RRU；直放站；分布系统

1 目前小区覆盖存在的问题

随着经济的发展，城市及城市边缘住宅小区不断涌现，对于这些新建小区，首先考虑建设宏基站完成小区覆盖。但是与原有居民小区相同，小区建筑楼群密集度高，楼层相对较高，建筑穿透损耗大。3G、4G蜂窝移动通信系统工作频段接近于2.1GHz，电波工作频率越高，直射能力越强，绕过障碍物的能力越弱，因此小区中这些频段的信号在传输过程中受到建筑物的阻挡等造成较大的多径衰落和损耗，导致小区覆盖中存在不少遮挡阴影区、弱信号区和干扰，严重影响用户对移动网络的体验，尤其是数据业务需求激增的情况下，因此小区覆盖优化面临着很大的挑战。

三网融合中为视频、数据等高速率业务提供宽带接入技术也在不断发展，“最后一公里”小区宽带接入网技术中EPON（以太网无源光网络）建设方案日趋成熟，基本完成FTTB（光纤到大楼）的建设，小区覆盖优化中如何融合多种制式、多种业务接入，充分利用现有的资源、避免重复布线，已迫在眉睫。文章从BBU（基带处理单元）+RRU（射频远端单元）入手分析各种数字光分布系统在小区覆盖中的应用。

2 BBU+RRU

2.1 RRU近天线端安装覆盖方式

RRU近天线端安装是指直接在天线所在的铁塔顶部平台或楼顶靠近天线处安装RRU，从RRU设备机顶开始，经过跳线进入天线，基本实现全光纤传输。而传统方式中RRU设备要经过一段长度7/8时馈线（前后经过跳线）进入天线。与塔顶放大器一样，RRU近天线端安装可以改善系统的噪声系数和接收灵敏度，同时由于消除7/8时馈线的馈线损耗，可以降低功放电路输出功率要求，从而改善覆盖性能和降低整机功耗。随着微小型基站不断开发和投入，选择隐蔽性好的RRU+美化天线一体机将是较好的选择。

RRU拉远技术可以方便的利用基带资源池实现本地和远端多天线分布系统覆盖，可应用于小区室内外覆盖，在狭长地形区域也可通过功分器实现小区分裂增加覆盖范围。

RRU可以直接由BBU供电，考虑到直流供电存在压降分配问题，RRU拉远距离将会受到限制，一般为100～200米。对于交流供电的RRU，不存在压降问题，其拉远距离主要受设备所采用的光模块的传输距离限制。

2.2 RRU级联

RRU除了接收上级设备（BBU3900或宏基站）送来的下行基带信号，还具备转发级联RRU信号。为了保证小区良好覆盖，避免频繁切换对网络性能的影响，分布式基站RRU与BBU之间支持星型、链型、树型组网方式，工程上多应用星型和链型组网方式。考虑到小区覆盖的特点，RRU级联连接一般都设置为多RRU共小区，这种组网方式多应用于地形受限远近区域不能兼顾、大楼阻挡导致局部弱覆盖以及天面不规则导致的扇区空洞等补充覆盖的区域，以及借助监控杆等立杆装置弥补小区道路沿线弱信号和盲点，另外在室分覆盖资源比较充裕的场景，利用室分外引透过玻璃直接向外提供多RRU共小区覆盖。多RRU共小区有点类似功分小区分裂，但是减少了功分的损耗，可以起到扩大覆盖范围，但容量也不能得到提升。

由于每个RRU上行均有射频放大器，链型组网中必须考虑每个RRU的上行因存在射频放大单元引入的底部噪声及其外部干扰噪声。采用多RRU共小区组网时，下行方向全小区发射，所有扇区的发射信号相同，上行方向上分RRU扇区接收后分别送入BBU，BBU对接收到的各个RRU信号由两种处理方式，一种是通过不同的通道传输到BBU，在BBU前端单元电路分别解调各个RRU信号，再将解调的信号进行合并，由于是基带信号合并，因此不存在底噪叠加的问题。另一种是将多个RRU的信号通过相同的通道叠加之后再送到BBU进行处理，即将射频信号直接线性叠加送给基带处理，由于是射频信号合并，因此会引起BBU底噪抬高。如WCDMA系统中3.84MHz带宽上接收到的RTWP（宽带接收总功率）=-106dBm，级联n级RRU后，RTWP=（-106+10lgn）dBm，n为共小区级联RRU个数，相比可以看出，系统底噪抬高了10lgn（dB）。从以上分析可知1个BBU带多个RRU时，容量并不增加，信噪比反而有所恶化，因此工程上要求级联级数不超过4级。

3 数字光纤直放站

数字光纤直放站对信号覆盖的方式，同以往模拟直放站类似，可通过光纤直连一对多（一个近端加多个远端）分布式覆盖使用。以1个BBU+1个RRU为信号源，数字光纤直放站作为无线延伸覆盖，实现小区中无线信号覆盖。其工作原理不同于以往的模拟光纤直放站，近端机将从RRU耦合基站下行RF信号，经变频处理变为中频信号，再通过模数转换后通过光纤拉远进行传输。相对于模拟光纤直放站，由于实现数字中频信号传输，系统中一般只考虑由模数转换电路引入的量化噪声。随着生产工艺不断创新和改进，数字光纤直放站具有上行噪声抑制功能，其上行底噪声的引入小到可以忽略不计。

数字光纤直放站远端机选址灵活，组网方便，使用与小区室内外深度覆盖。目前，利用远端机出来的信号用二功分分成两路，数字光纤直放站可以实现一对十六，可以实现较长距离覆盖，这种数字拉远分布式技术可以为运营商节约建网成本和节省建网时间。

4 数字光纤分布系统

光纤传输介质具有宽频带、高速率、低损耗特性而逐渐广泛应用于各种网络传输。随着IP传输技术的推进，各种网络的融合也是一大课题，数字光纤分布系统融合了移动网络和宽带接入技术，其设计思路是采用数字化传输技术与微功率的远端无线单元有机结合，减少覆盖的“粒度”，实现无线信号低损耗传输与有效辐射，系统由接入控制单元、近端扩展单元、远端射频单元组成，以全数字化的方式支持2G、3G、4G蜂窝移动系统、WLAN（无线局域网）、固网宽带等多制式系统、多业务接入。扩展部分与远端部分可以使用光纤或网线，实现手机、WLAN AP（WLAN接入点）、微型天馈系统和计算机等终端设备接入。

接入单元支持数字噪声抑制技术，对系统底噪的影响可以忽略不计。扩展单元与WLAN交换机相连实现WLAN和固网宽带，近端扩展单元、远端射频单元与宽带接入网EPON中ONU一样，可以在楼道、墙角等处安装，多点布放，有效实现特殊场景良好覆盖，多用于隐蔽性要求高、无法满足覆盖要求的场景。远端射频单元可以通过网线从近端单元中取电，降低了取电难度，使用方便，但拉远距离受限于100米。

5 结束语

现有覆盖条件下小区信号复杂且独立，小区无线信号要求满足目标覆盖的前提下，尽量控制因为无线信号反射等对相邻基站覆盖构成的干扰。上述三种分布式技术在拉远距离、噪声抑制方面各有优缺点，但在实现小区覆盖中都具有一定的优势，选址相对容易，快速建网，能充分利用现有资源。随着三网融合的推进，光纤已成为主流的广泛使用的传输介质，以光纤为主的分布系统将发挥更大的优势。

参考文献

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