引言：
第二代移動通信系統基站設備的典型設計方案是將接收天線、發射天線安裝在室外，將射頻收發信機安裝在室內，射頻收發信機與接收天線、發射天線間用低損耗的射頻電纜連接。這就是所謂射頻拉遠技術。第三代移動通信系統結合射頻拉遠技術，誕生了新型信號傳輸設備RRU，通過光纖傳輸基帶信號。同樣，數字光纖直放站也可通過光纖傳送基帶信號，兩者既有區別，又有聯系。
一、RRU工作原理及應用
射頻拉遠單元RRU（Remote Radio Unit）是一種新型的分布式網絡覆蓋模式，它將大容量宏蜂窩基站集中放置在可獲得的中心機房中，基帶部分集中處理，采用光纖將基站中的射頻模塊拉到遠端射頻單元，分置于網絡規劃所確定的站點上，從而節省了常規解決方案所需要的大量機房；同時通過采用大容量宏基站支持大量的光纖拉遠，可實現容量與覆蓋之間的轉化。
RRU的工作原理是：基帶信號下行經變頻、濾波、經過射頻濾波、放大經線性功率放大器后通過發送濾波傳至天饋。上行將收到的移動終端上行信號經濾波、低噪聲放大、進一步的射頻小信號放大濾波和下變頻，然后完成模數轉換和數字中頻處理等。系統框圖如圖1所示。
圖1 RRU 內部框圖
RRU同基站接口的連接接口有兩種：CPRI（Common Public Radio Interface 通用公共射頻接口）及OBASI（Open Base Station Architecture Initiative 開放式基站架構）。其中，CPRI組織成員包括：愛立信、華為、NEC、北電、西門子。OBSAI組織成員包括：諾基亞、中興、LGE、三星、Hyundai。RRU同RNC連接圖如圖2所示。
圖2 RRU同基站接口
信號覆蓋方式上，RRU可通過同頻不同擾碼方式，從NodeB引出。也可通過同頻不同擾碼方式，從RNC引出。著兩種覆蓋方式都是常規的方式，這里介紹另外一種覆蓋方式：基站有3個扇區，配有多余的信道板以及多余基帶處理設備就可以利用基帶池共享技術，將多余的基帶處理設備設為第4小區，如圖3所示。圖中SC為擾碼 I/Q射頻調制解調，SCH為同步碼。
圖3 RRU新型覆蓋方式
二、數字光纖直放站原理及應用
數字光纖直放站不同于以往的模擬光纖直放站，它將RF信號經變頻處理變為中頻數字信號，再通過光纖拉遠進行傳輸。其具體工作原理是：近端機將從NodeB接收到的基站下行信號通過耦合，下變頻處理，到基帶變為I/Q信號或低中頻信號，經ADC變換到數字信號后按一定幀格式打包成串行數據，再經光纖發送到遠端機，遠端機經基帶處理單元解幀，恢復I/Q或低中頻信號，經DAC變換到模擬信號，再上變頻到射頻，經發射子系統發射出去；遠端機將接收到的移動終端上行信號通過上述逆過程，上送至基站接收端。
近端機完成對基站信號的獲取和發送，遠端機完成對移動終端機信號的獲取和發送，近端機與遠端機之間的接口為CPRI，以數字傳送采用以太網的標準光纖收發器。系統框圖如圖4所示。
圖4 數字光纖直放站框圖
數字光纖直放站對信號覆蓋方式上，同以往模擬直放站用法類似，可通過光纖直連一拖一（一個近端加一個遠端）使用，也可通過光分路器進行一拖多（一個近端加多個遠端）覆蓋使用。如圖5所示。
圖5 數字光纖直放站一拖多方式
三、RRU同數字光纖直放站的分析比較
RRU同數字光纖直放站都可利用現有成熟的以太網數字光纖傳輸技術傳輸基帶信號，并共同遵守標準的CPRI和OBSAI接口。使用中可實現RRU和數字光纖直放站的遠端機的互相替換。
兩者均可作為室內分布系統的信號源，選用哪一種取決于宏基站的載頻數量和該室內業務量需求。如果宏基站載頻多、容量很富裕，用數字光纖直放站拉遠更合適，同時可減少扇區擾碼。如果該室內業務量需求較大應選用RRU作信號源。如果業務量需求很大，如大型寫字樓、會展中心等，應考慮數字光纖直放站、RRU和宏基站的聯合組網。
從覆蓋距離上，兩者均可作為基站拉遠系統供用，數字光纖直放站用作載波池拉遠，RRU可用作基帶池拉遠。載波池拉遠距離取決于小區覆蓋半徑和光在光纖上的傳輸速度，數字信號在光纖中傳播，其動態范圍也較模擬信號大，這樣就可以實現遠端機更大的信號覆蓋；同時，數字信號不隨光信號的衰減而衰減，因此其傳輸（拉遠）距離也進一步增加了。經計算，最遠可達40km以上，用作基帶池拉遠的RRU基本不受距離限制，可拉得更遠。
從組網方式上，RRU作為拉遠單元可單獨使用，而數字光纖直放站由近端機和遠端機組成，在實際應用時，近端機是一個，而遠端機可以是一個或多個，組網上可并聯也可串聯，組網方式也可以多樣化，如：菊花鏈型、環行、樹形等等。
在擾碼的使用上，數字光纖直放站射頻信號的擾碼總是同施主基站的擾碼相同，數字光纖直放站也不增加基站信道板硬件容量和正交碼容量，所以在扇區內大量采用并不會增加擾碼。射頻拉遠單元RRU是利用基站剩余的信道板和基帶處理設備組成新的扇區，通過光纖系統拉到遠處，有人稱它為基帶池技術，也有人叫它拉遠的微蜂窩技術，總之，它具有硬件容量，并且擁有新的擾碼和同步碼。由于RRU具有基站性能，在宏基站的扇區內大量采用必然會增加很多擾碼和鄰區列表，過多的會發生導頻污染，軟切換增加。如圖6所示。在網絡優化時是這必須注意的問題。
圖6單位面積內擾碼增加，軟切換增加，導頻增加，易造成導頻污染
在傳輸時延上，數字光纖直放站的傳輸時延比較大，因為存在兩次變頻過程。而RRU直接傳送基帶信號，時延不明顯。
在底噪抬升上，數字光纖直放站僅采用ADC和DAC，此過程只可能引入更多的量化噪聲，從而抬升上行噪聲。而RRU傳輸的為純基帶信號，可不用考慮底噪問題。
從成本上，采用RRU技術，可以節省常規建網方式中需要的大量機房，節約基帶單元的投資。RRU體積小，重量輕，可以應用于城區機房條件不理想或者機房匱乏的情況，但是應用前提是需要有光纖進行傳輸。但在價格方面，RRU比直放站要貴1/3左右。對于一拖一的系統，數字光纖直放站成本優勢不明顯，但一拖多，成本優勢就比較明顯了。
結束語：
通過以上分析中可以看出，數字光纖直放站和RRU各自都有其優勢，同為3G時代的新產品。3G發牌在即，兩者都應列入重要手段統一網絡規劃，以達預期的良好效果。
參考文獻：
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