移動網絡分布式基站建設方案研究

羅崇光

（長沙通信職業技術學院，湖南 長沙 410015）

0 引言

隨著基站選址難度的進一步加大，傳統的基站產品和建設模式受到越來越多的挑戰，伴隨著軟件無線電技術逐步成熟，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品，分布式基站逐步在現網上大規模應用[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）拉遠建設將在網絡建設中起到較為重要的作用，分布式基站的規模應用，并輔助家庭基站（Femto）等新興技術，可以使得無線接入網滿足用戶無所不在的移動寬帶接入需求[2]。

1 分布式基站技術分析

傳統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[3-4]。

1.1 分布式基站構成和特點分析

分布式基站是由BBU和RRU兩部分構成。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，下行信號的RRC濾波、D/A、QPSK調制、下變頻、功率放大、增益控制，TCP/RTWP的測量，天饋系統管理等功能。BBU與RRU之間連接的光纖，有單模光纖和多模光纖之分，根據不同組網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，功放功率滿足60 W要求，與傳統宏基站類似的功率，RRU上塔節省饋線損耗，覆蓋效果優于傳統基站。

1.2 分布式基站組網方式分析

分布式基站BBU和RRU可支持星型組網、鏈型組網、星鏈混合組網和環型組網。RRU支持軟復位，在支持鏈型或樹型等組網結構中，上級RRU非掉電復位不影響下級RRU功能，提高了系統可靠性[6]。

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

2 分布式基站建設思路的探索

2.1 適用場景和建設驅動力分析

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動力。

(1)有效的破解選址難題，實現快速建網

受限于機房、引電等條件制約，傳統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局部區域覆蓋，大大降低了基站選址和建設難度，也提升網絡建設速度。

(2)適應分布系統的多天線、小功率的設計思路

分布式基站的出現，有效的適應了分布系統的多天線、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、監控等問題，小型的室分系統可以選用RRU作為信源替代光纖直放站，大型的室分系統可采用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方式，結合小區合并技術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覆蓋，對于引電困難的，也可采用電源遠供技術實現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，實現網絡設計節能。

2.2 分布式基站BBU集中建設

早在 2005年分布式基站產品推出之初，某廠家就推出“運維工廠”的建網思路，在原中國電信和原中國網通進行推介，所謂“運維工廠”就是充分利用固網大量的局所資源，在固網局所內建設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3G網絡的快速部署，使得原固網運營商能夠快速、高效的建設移動通信網絡，但由于當時分布式基站產品成熟度差，RRU設備穩定性較差，這種理念并沒有在現網大規模部署，不過隨著3G網絡建設在全球的大規模開展，分布式基站產品發貨量占比逐年增大，到了2009年，分布式基站發貨基本占據3G基站的70%以上，分布式基站產品逐步成熟起來，使得 BBU集中建設，RRU拉遠的建設模式，在國內逐步開始應用起來。BBU集中建設與傳統建設模式優缺點對比如下。

(1)優點

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，有效降低建網成本；RRU站點室外型設計、空調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，能有利促進網絡的節能減排；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，能有效的提高建網進度，實現快速運營；大量節省傳輸設備投資，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，資源調度的效率也大大提高，網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基站，對室外施工質量要求較高；遠端RRU供電安全問題，遠端RRU的引電和備電問題，有待優化解決；RRU操作維護，需上天面或者上塔進行，相比傳統基站只需機房內操作，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數量超過50個，通過集中放置的建設方式，該地移動公司共節省 344個 BBU，相應節省大量FE、E1接口，節省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個樓宇室內覆蓋和4個室外基站覆蓋，該局點方案主要解決了市區室內分布信源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集中建設與傳統建設思路的投資進行對比：

傳統建設模式：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環網，則123個BBU需新增至少9個622 Mb/s傳輸環網；需新建5個光交接箱，現有光交接箱根據需要擴容。

BBU集中建設模式：購置設備72套BBU/245套RRU，利用現有端局機房，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，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集中建設模式在網絡建設階段即可節省大量的投資，在運行維護方面，由于節省部分BBU和空調配套等設備，節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放置在現網一個條件比較好的基站，在高鐵沿線采用RRU拉遠方式建設，并采用小區合并技術，把歸屬于同一BBU的不同小區合并為同一個小區，使用同一個擾碼，采取小區合并，在滿足容量覆蓋的前提下，可以增大單小區的覆蓋范圍，延長用戶駐留單小區的時間，減少切換，可以提升數據業務提供能力。

3.3 分布式基站建設的相關建議

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網絡已初步建成，未來網絡建設更多的圍繞網絡覆蓋拓展和優化展開，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

優先考慮在核心網機房、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組網方式建議

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

（1）RRU拉遠設置

室內分布RRU就近接入光交接箱，共享就近宏站的 BBU，實現室內覆蓋；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用電的相關建議

RRU上塔應優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 結語

隨著分布式基站的逐步成熟，BBU集中建設和RRU拉遠的規模應用，使得基站建設組網模式更加靈活，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絡建設顯得尤為重要，文中通過總結近幾年分布式基站應用的相關經驗，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規劃設計人員提供有益的參考。

[1] 楊慧,李曉民,羅顯勇.一體化分布式基站及其應用[J].郵電設計技術，2010，43(07)：23-26.

[2] 李建榮,吳懿峰,趙小軍,等. TD-SCDMA 基帶光纖拉遠技術應用及發展[J].通信技術,2008，41(06): 190-191, 197.

[3] 田艷中,吳治國,劉學.BBU+RRU集群應用方案的研究[J].長沙通信職業技術學院學報，2010(03):18-22.

[4] 李楠,詹義,董江波.TD-SCDMA中“BBU+RRU”方案的應用分析[J].電信科學，2007(09)：44-48.

[5] 張敏,葛海平,朱碧.基于BBU+RRU解決方案的TD-SCDMA網絡室內外一體化部署理念探討[J]. 電信科學，2007(12)：23-26.

[6] 宋燕輝.TD-SCDMA室內分布系統改造方案探討[J].通信技術，2010，43(01):180-181,184.