多系統(tǒng)融合分布系統(tǒng)的探索

摘 要：移動通信系統(tǒng)中，室內(nèi)由于受到建筑物的遮擋等原因，往往需要運營商進行室內(nèi)分布建設(shè)。目前，運營商都是獨立進行室內(nèi)分布建設(shè)，甚至每種制式都建立一套獨立室內(nèi)分布系統(tǒng)，造成大量的重復建設(shè)。本文探索一種多系統(tǒng)融合的分布系統(tǒng)，使用一套系統(tǒng)解決多運營商室內(nèi)通信覆蓋問題。

關(guān)鍵詞：室內(nèi)分布；室內(nèi)覆蓋；系統(tǒng)融合

1 引言

在國內(nèi)移動通信領(lǐng)域，目前存在多種制式（2G、3G、4G）、多運營商（移動、電信、聯(lián)通）共同存在、發(fā)展的現(xiàn)狀，不同的制式或相同制式不同的運營商，就需要不同的基站系統(tǒng)以及覆蓋網(wǎng)絡(luò)。因此，各個運營商往往建設(shè)多套基站系統(tǒng)已滿足不同制式覆蓋的需要。

在核心覆蓋區(qū)域，由于基站的容量受限，運營商往往通過增加載波或基站的方式以滿足移動通信的需要；但是在另外一些區(qū)域，尤其是室內(nèi)，可能不具備基站建設(shè)的條件，或是增加基站建設(shè)預期不能帶來收益，往往成為運營商比較頭疼的問題。

本文探索一種多系統(tǒng)的室內(nèi)分布系統(tǒng)，利用運營商現(xiàn)有的基站資源，進行多系統(tǒng)的融合、傳輸、覆蓋，使用較低的成本與資源達到多系統(tǒng)覆蓋的目的。

2室內(nèi)分布現(xiàn)狀

頻段多：國內(nèi)有GSM、CDMA、CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA、TD-LTE、FD-LTE等多種移動制式，其中某些制式不同的運營商共同擁有，使用不同的頻段。

帶寬窄：盡管存在不同制式的眾多通信頻段，但是每種制式/每個頻段運營商擁有的帶寬并不寬，最多也不超過40MHz。

浪費大：正因為每個運營商擁有不同的系統(tǒng)、不同的頻段，所以要完成一個區(qū)域的室內(nèi)覆蓋需要建設(shè)不同的分布系統(tǒng)，造成了重復建設(shè)，浪費了大量的資源。

整合難：各運營商獨立建設(shè)，只考慮內(nèi)部系統(tǒng)的整合，沒有考慮與其他運營商的融合，也沒有可以融合各家系統(tǒng)的設(shè)備或方案。

3 系統(tǒng)可行性分析

獨立耦合：盡管存在多種制式、多種頻段，各種系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理等方式各不相同，但對于最終的射頻信號而言，可以通過直接耦合的方式，對信號進行無失真的提取，只用在不同的系統(tǒng)內(nèi)串入相應(yīng)的耦合器，即可完成各不同系統(tǒng)信號的提取。

融合傳輸：由于各系統(tǒng)間頻率間隔較近，射頻融合傳輸?shù)姆绞綄⒃斐上嗷ラg的干擾，可以將耦合的各系統(tǒng)獨立射頻信號數(shù)字化，在數(shù)字中頻通過正交編碼實現(xiàn)多頻段系統(tǒng)的融合，目前射頻數(shù)字化處理的帶寬可高達300MHz以上，基本可以涵蓋國內(nèi)現(xiàn)有移動通信系統(tǒng)帶寬的總和。數(shù)字化融合的射頻信號，可以很方便的使用光纖進行信號的傳輸、拉遠。

下行分段放大：射頻信號傳輸?shù)礁采w端，必須還原成射頻信號進行放大、輸出。由于大功率射頻放大器件的帶寬不大，最終從數(shù)字中頻還原的射頻信號必須通過不同頻段的功放進行信號放大。隨著數(shù)字預失真功放技術(shù)的成熟，相近頻段不同運營商的信號可以使用同一功放進行線性放大，因此，可分成865～960MHz、1805～1905MHz、2110～2170MHz、2320～2370MHz四個連續(xù)的頻段，即可涵蓋目前國內(nèi)民用移動通信使用的所有下行通信頻段。

全頻覆蓋：最終信號通過天線發(fā)射完成覆蓋，對于室內(nèi)覆蓋而言，吸頂天線往往是寬帶涵蓋所有通信頻帶的，在有MIMO的系統(tǒng)，只要使用雙極化的全頻段MIMO天線，即可實現(xiàn)全頻段信號的覆蓋。

4 多系統(tǒng)融合室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計

多系統(tǒng)融合室內(nèi)分布系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

各個頻段獨立的耦合器直接與運營商各個基站直接連接，將不同制式、頻段的射頻信號進行直接耦合、提取；

耦合的各頻段射頻信號下行在MCU（Multi-Coupling Unit）通過A/D轉(zhuǎn)換到數(shù)字中頻，在數(shù)字域進行編碼融合，調(diào)制成光信號；

信號通過光纖傳輸?shù)竭h端，進入RRU（Radio Remote Unit）；

RRU進行解碼，通過D/A轉(zhuǎn)換將數(shù)字信號還原成分頻段的射頻信號，進入不同的功放，功放對射頻信號進行寬帶放大、輸出；

輸出信號接入全頻段室內(nèi)覆蓋吸頂天線，進行信號發(fā)射，完成多頻段信號的覆蓋；

所有頻段上行信號通過全頻段室內(nèi)天線進行接收后，在RRU進行數(shù)字化處理，通過光纖傳輸?shù)浇薓CU，再分路成不同的系統(tǒng)耦合進入相應(yīng)的基站。

4 系統(tǒng)特點

融合度高：將目前國內(nèi)運營商幾乎所有通信頻段全部在納入一套系統(tǒng)。

傳輸利用率高：所有通信頻段帶寬總和不超過300MHz，利用FPGA將所有頻段信號進行數(shù)字化處理后共用光纖傳輸。

資源節(jié)約：所有頻段共用一套系統(tǒng)進行傳輸與覆蓋，避免不同運營商在室內(nèi)覆蓋的重復建設(shè)。

兼容性強：系統(tǒng)直接耦合各運營商基站的射頻口信號，不用對原基站系統(tǒng)進行升級改造。

5 結(jié)束語

本文探索的多系統(tǒng)融合分布系統(tǒng)充分利用數(shù)字化和光分布等技術(shù)，有效解決多運營商、多系統(tǒng)的室內(nèi)分布覆蓋問題，避免各系統(tǒng)獨立建設(shè)的重復浪費，具備融合度高、傳輸利用率高、資源節(jié)約、兼容性強等特點，為室內(nèi)分布提出了一條新思路。

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作者簡介：

曹達 （1983年-），男，湖南長沙人，漢族，現(xiàn)職稱：高級系統(tǒng)設(shè)計師，學歷：本科，研究方向改成：通信系統(tǒng)研究。