W網(wǎng)規(guī)高培-WM200628-RRU分布式基站應用及直放站對比

1、RRURRU分布式覆蓋測試和應用專題分布式覆蓋測試和應用專題 RRURRU分布式覆蓋解決方案分布式覆蓋解決方案 RRURRU分布式覆蓋測試結果分布式覆蓋測試結果 分布式覆蓋經(jīng)濟性分析分布式覆蓋經(jīng)濟性分析 RRURRU的工程實踐的工程實踐RRURRU:射頻拉遠模塊射頻拉遠模塊IF/RF單元單元基帶單元基帶單元線性功放線性功放RRU3802C使用光纖接口將本地富裕容量拉遠，通過遠端射頻單元RRU實現(xiàn)遠端覆蓋 宏蜂窩宏蜂窩 BTS3812射頻拉遠技術的實現(xiàn)：遠端模塊射頻拉遠技術的實現(xiàn)：遠端模塊(1)(1)(2)(3)(4)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)NRRINRRI1.熱管散熱器2.

2、操作維護腔3.電源線4.天饋跳線5.RRI光纖接口6.模塊安裝架7.模塊間走線（密閉走線盒）8.盲插接頭9.后遮陽罩10. 前遮陽罩電源模塊（NPSU）射頻接口模塊（NRRI）射頻模塊（NDRU） RRU模塊結構模塊結構 RRURRU光接口特性光接口特性 單小區(qū)的上下行數(shù)據(jù)流量計算公式：單小區(qū)的上下行數(shù)據(jù)流量計算公式： 單小區(qū)速率：單小區(qū)速率：2 2 bit bit數(shù)數(shù) 3.84Mbps 3.84Mbpsn (nn (n倍的碼片速率倍的碼片速率) ) 單小區(qū)不分集，單小區(qū)不分集，100M100M左右；收發(fā)分集，左右；收發(fā)分集，200M200M左右左右 級聯(lián)級聯(lián) 上下行速率上下行速率1.25G1

3、.25G，級聯(lián)可支持，級聯(lián)可支持4 4個小區(qū)（含分集）個小區(qū)（含分集） 時鐘同步時鐘同步 8B/10B8B/10B編碼，線路恢復時鐘，軟件鎖相，保證發(fā)射信號的頻編碼，線路恢復時鐘，軟件鎖相，保證發(fā)射信號的頻率穩(wěn)定度滿足協(xié)議要求（率穩(wěn)定度滿足協(xié)議要求（0.05ppm0.05ppm） 時延處理時延處理 時間延遲主要包括時間延遲主要包括RRURRU內部通道延遲、光傳輸延遲內部通道延遲、光傳輸延遲 在主基站采用華為專利的自動時延補償技術進行延遲補償在主基站采用華為專利的自動時延補償技術進行延遲補償 操作維護操作維護 RRU3802CRRU3802C的操作維護主要通過主基站實現(xiàn)，也可以通過近端的操作維護

4、主要通過主基站實現(xiàn)，也可以通過近端維護臺或遠端維護臺來維護維護臺或遠端維護臺來維護射頻拉遠的應用場景：分布式覆蓋射頻拉遠的應用場景：分布式覆蓋l分布式覆蓋：將大容量宏蜂窩基站集中放置在可獲得的中心機房中，通過光纖將射頻前端拉遠，分置于網(wǎng)絡規(guī)劃所需的站點上，基帶部分集中處理l每個站點初期按照3x1規(guī)劃，在用戶或業(yè)務量增加時可以平滑擴容到3x2光纖光纖RRURRU分布式覆蓋的擴容分布式覆蓋的擴容不使用不使用CWDM時，時，3x1擴容擴容到到3x2需增加一對光纖需增加一對光纖 采用采用CWDMCWDM技術，一對光纖可技術，一對光纖可直接支持直接支持3x23x2配置配置l使用2載頻/扇區(qū)RRU構成3x

5、1站型時，需要兩個RRU機箱，3個收發(fā)信單元l擴容時室外部分只需要再增加一個RRU機箱和相應的收發(fā)信單元，基帶部分增加對應單元l簡單調整天饋連接關系，無需增加新的天饋單元射頻拉遠的應用場景：級聯(lián)射頻拉遠的應用場景：級聯(lián)宏基站宏基站采用CPRI標準的傳輸技術，將RRU控制、操作維護等信息通過拉遠接口傳輸?shù)街骰局校╒1.5版本支持）功放采用DPD削波技術，效率達到20%單跳最大單跳最大40km40km采用集成數(shù)字中頻設計，單機框支持12個載頻扇區(qū)采用自主設計高集成度ASIC,單機框支持1536等效話音信道支持最多達12個載頻扇區(qū)的射頻拉遠級聯(lián)最大拉遠距離級聯(lián)最大拉遠距離可達可達100km100k

6、m射頻拉遠的應用場景：級聯(lián)射頻拉遠的應用場景：級聯(lián)2NDRU2NDRU1NDRU1NDRU1NDRU1NDRU1NDRU2NDRU1NDRUl Max 3 optical ports per NIFPl Max 4 levels RRU can be cascadedl Max 2 cells per RRUl Max 100km for 4 cascadesl Max 40km per levell Max 12 intra-frequency cells RRURRU分布式覆蓋解決方案分布式覆蓋解決方案 RRURRU分布式覆蓋測試結果分布式覆蓋測試結果 分布式覆蓋經(jīng)濟性分析分布式覆蓋經(jīng)濟性

7、分析 RRURRU的工程實踐的工程實踐A A試驗局測試組網(wǎng)圖試驗局測試組網(wǎng)圖 光纖光纖7個個S111某中心機房某中心機房l核心網(wǎng)、RNC和NodeB主站部分放置于機房，采用光纖將14個RRU每2個一組放置于7個站點，組成7個31的宏蜂窩，覆蓋區(qū)主要街道 覆蓋測試理論分析覆蓋測試理論分析 l從覆蓋面積上來說，一個RRU就相當于宏基站的一個扇區(qū)，其鏈路預算方法與宏基站沒有任何區(qū)別 l纜損：由于RRU安裝一般盡可能的靠近天線，所以對比宏基站來說，在相同的機頂口發(fā)射功率下，它減少了饋纜損耗，從而充分利用射頻輸出功率l解調所需Eb/N0：由于RRU引入了傳輸時延，可能會造成Eb/N0惡化約0.10.2d

8、B，可忽略不計 RRURRU覆蓋測試結果覆蓋測試結果 l導頻Ec/Io大于-12dB，Ec大于-105dbm的點占總測試點數(shù)99.88%；各小區(qū)覆蓋范圍正常，無越區(qū)覆蓋；測試區(qū)域內無導頻污染，導頻覆蓋良好 l12.2k語音業(yè)務，在整個測試區(qū)域內，無論空載和加載，業(yè)務上下行覆蓋良好，UE及Node B發(fā)射功率正常 lPS64k數(shù)據(jù)業(yè)務，在整個測試區(qū)域內，無論空載和加載，業(yè)務上下行覆蓋良好，UE及NodeB發(fā)射功率正常 RRU覆蓋效果與類似條件下宏蜂窩覆蓋能力相同覆蓋效果與類似條件下宏蜂窩覆蓋能力相同容量測試理論分析容量測試理論分析l影響容量的指標為Node B機頂口發(fā)射功率、Node B機頂最大

9、發(fā)射功率、非正交化因子、噪聲系數(shù)、解調所需Eb/N0、小區(qū)負載、上下行業(yè)務類型、鄰區(qū)干擾因子l與設備相關的參數(shù)為Node B機頂口發(fā)射功率和Node B機頂口最大發(fā)射功率，RRU和基站之間的延時均不影響這些指標，本次測試的RRU采用的是10W功放l在宏基站饋纜損耗為3dB（等效為50m的7/8饋纜）時，10W的RRU和20W的宏基站在天線口的發(fā)射功率相同；當宏基站饋纜損耗超過3dB，RRU在容量上比宏基站更有優(yōu)勢，反之則宏基站有優(yōu)勢 l從基帶容量上來說，RRU與宏基站的容量完全一樣 RRURRU、宏基站容量測試對比、宏基站容量測試對比RRURRU普通城區(qū)容量測試結果正常，經(jīng)過具體數(shù)據(jù)比較，容量

10、與類普通城區(qū)容量測試結果正常，經(jīng)過具體數(shù)據(jù)比較，容量與類似條件下的似條件下的Z Z局普通城區(qū)宏基站能力相同局普通城區(qū)宏基站能力相同 切換測試理論分析切換測試理論分析l切換測試之前，主要擔心的是傳輸延遲對切換的影響l傳輸延遲主要包括RRU內部通道延遲、光傳輸延遲 ，這兩者都是固定值，均可通過時延補償l在更軟切換時，要求相鄰小區(qū)兩路信號的時延差不超過2000chip，即限制了2個拉遠小區(qū)距離主基站的距離差要小于2000chip，約100km l通過基帶處理部分的時延補償 ，能夠解決對切換帶來的影響RRURRU切換測試結果切換測試結果更軟切換類型鏈路增加次數(shù)鏈路刪除次數(shù)切換失敗次數(shù)切換成功率掉話次數(shù)

11、全拉遠更軟切換（CS12. 2 K）1091080100.00%0拉遠非拉遠更軟切換（CS12. 2 K）1211210100.00%0全拉遠更軟切換（PS64K）115113398.68%4拉遠非拉遠更軟切換（PS64K）123123498.37%4軟切換類型鏈路增加次數(shù)鏈路刪除次數(shù)切換失敗次數(shù)切換成功率掉話次數(shù)全拉遠軟切換（CS12. 2 K）1511480100.00%0拉遠非拉遠軟切換（CS12. 2 K）119117199.58%1全拉遠軟切換（PS64K）120118498.32%4拉遠非拉遠軟切換（PS64K）107107398.60%4RRURRU的各種拉遠組合下網(wǎng)絡質量和設備

12、性能優(yōu)良的各種拉遠組合下網(wǎng)絡質量和設備性能優(yōu)良 RRURRU功控測試結果功控測試結果業(yè)務類型（Rb）BLER目標值上行SIR均值(dB)上行SIR均方差(dB)下行SIR均值(dB)下行SIR均方差(dB)12.2Kbps1%1.20050.38447.57340.259164Kbps10%2.54930.27025.44790.4484384Kbps10%3.56690.26674.33110.4863業(yè)務類型（Rb）BLER目標值上行BLER均值上行BLER均方差下行BLER均值下行BLER均方差12.2Kbps1%0.01190.00950.01090.012564Kbps10%0.09

13、590.03490.08850.0459384Kbps10%0.10080.02990.09330.0339不同業(yè)務的SIR比較 不同業(yè)務的BLER比較 協(xié)議對下行功控模式下的BLER均值范圍作了規(guī)定：不超過+/-30%協(xié)議對上行BLER均值和均方差沒有規(guī)定 功控測試結論功控測試結論l通過試驗數(shù)據(jù)和分析可以做如下結論：華為WCDMA RRU系統(tǒng)上、下行外環(huán)功率控制算法功能正常，性能達到協(xié)議要求，各種業(yè)務，包括話音業(yè)務和數(shù)據(jù)業(yè)務明顯優(yōu)于協(xié)議要求。l在網(wǎng)絡有效覆蓋范圍內，上下內、外功控收斂，能夠長期穩(wěn)定運行。lRRU普通城區(qū)功控測試結果正常，光傳輸造成的時延不影響功控效果，與類似條件下普通城區(qū)宏蜂

14、窩的功控效果相同 RRURRU的環(huán)境適應性的環(huán)境適應性l由于由于RRURRU為室外型設備，所以在環(huán)境適應能力設計上做了以下考為室外型設備，所以在環(huán)境適應能力設計上做了以下考慮來滿足嚴酷的環(huán)境要求：慮來滿足嚴酷的環(huán)境要求：整個機柜為密封結構，防水防塵等級達到IP55，機柜結構件防濕熱，霉菌和鹽霧大量采用工業(yè)級器件提高苛刻的環(huán)境溫度的適應能力。機柜采用自然散熱，機柜內置薄膜加熱板滿足低溫地區(qū)使用。NodeB的電纜護套采用室外型電纜，防水耐低溫。提供40kA、60kA防雷箱，滿足多雷區(qū)環(huán)境應用。針對市電掉電嚴重地區(qū)，提供UPS配套解決方案；操作維護信息通過光纖傳送，可在NodeB近端對RRU進行維護

15、和升級 lA A試驗局位于東南沿海，測試期間經(jīng)歷了雷雨、酷熱等惡劣天氣，試驗局位于東南沿海，測試期間經(jīng)歷了雷雨、酷熱等惡劣天氣，RRURRU經(jīng)住了考驗，設備穩(wěn)定，未出現(xiàn)宕機等現(xiàn)象經(jīng)住了考驗，設備穩(wěn)定，未出現(xiàn)宕機等現(xiàn)象 RRURRU分布式覆蓋解決方案分布式覆蓋解決方案 RRURRU分布式覆蓋測試結果分布式覆蓋測試結果 分布式覆蓋經(jīng)濟性分析分布式覆蓋經(jīng)濟性分析 RRURRU的工程實踐的工程實踐某省會城市網(wǎng)絡規(guī)劃某省會城市網(wǎng)絡規(guī)劃l場景劃分（本次規(guī)劃未考慮Rural）l覆蓋要求：l鏈路預算l網(wǎng)絡估算經(jīng)濟性分析的輸入經(jīng)濟性分析的輸入l未考慮光纖、E1費用；未考慮維護人員費用；未考慮設備成本；未考慮RR

16、U基帶資源池帶來的CE數(shù)節(jié)省；未考慮RRU尋址、建設速度快帶來的收益（提前放號可以爭得大量先機）兩種建網(wǎng)方案的不完全投資對比兩種建網(wǎng)方案的不完全投資對比兩種建網(wǎng)模式的不完全投資對比兩種建網(wǎng)模式的不完全投資對比兩種建網(wǎng)模式不完全對比05001000150020002500機房建設工程安裝天饋RRU配套每年機房租金單載波電費每年兩載波電費每年天臺租金每年總CAPEX單載波OPEX每年兩載波OPEX每年萬元RRU建網(wǎng)宏基站建網(wǎng)l僅從工程建設、配套設備等的初期投入考慮，分布式覆蓋節(jié)省投資68%l僅從機房租金、電費方面考慮，分布式覆蓋每年節(jié)省投資68%（單載波），66%（兩載波） RRURRU分布式覆蓋

17、解決方案分布式覆蓋解決方案 RRURRU分布式覆蓋測試結果分布式覆蓋測試結果 分布式覆蓋經(jīng)濟性分析分布式覆蓋經(jīng)濟性分析 RRURRU的工程實踐的工程實踐解決酒店的室內覆蓋解決酒店的室內覆蓋天線位置天線位置天線位置如圖所示。 1個天線覆蓋3個floors（覆蓋兩側所有房間）例如：該天線位于18樓，則不僅僅覆蓋本層18樓，同時向下覆蓋17樓和向上覆蓋19樓。天線放置的具體樓層：Mezzanine, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 26, 27。天線口的輸出功率: 18-20dBm。1個Node B（3812），3 RRU （每個RRU一個扇區(qū)）Node B和RRU放置四個

18、不同位置，分別位于不同樓層天線位置如圖所示 重點區(qū)域和樓層通過室內系統(tǒng)覆蓋其他樓層由室外宏基站提供覆蓋。在有室內覆蓋系統(tǒng)的樓層，每個樓層有2個天線，分別置于2側走廊的中間位置。分別覆蓋2側的房間和走廊。天線口的輸出功率: 18-20dBm。設備：一個Node B, 2個RRU（一個2扇區(qū)，一個單扇區(qū)）解決酒店的室內覆蓋解決酒店的室內覆蓋天線位置天線位置天線位置天線位置解決展覽館（世貿）的室內覆蓋解決展覽館（世貿）的室內覆蓋N o d e BR R UR R UR R U1 NodeB + 3 RRULocations of NodeB & RRUA A試驗局分布式覆蓋方案應用舉例試驗局

19、分布式覆蓋方案應用舉例核心機房里集中放置多個核心機房里集中放置多個NodeBNodeB，基帶資源集中管理，基帶資源集中管理遠端每遠端每2 2個個RRURRU組成組成一個一個3 31 1的宏蜂窩的宏蜂窩兩個兩個RRURRU分開放置，使得分開放置，使得3 3個扇區(qū)的饋纜都盡可能短個扇區(qū)的饋纜都盡可能短B B試驗局試驗局RRURRU測試組網(wǎng)圖測試組網(wǎng)圖政七街宏基站干部學校站財經(jīng)學院站貴人香酒樓站恒豐源宏基站輕工學院站文化路宏基站創(chuàng)新大廈站財稅高專站富達商務站金源大廈宏基站假日酒店站黑朱莊站RNC土地規(guī)劃院站土地規(guī)劃院站新增新增RRURRU站點示意圖站點示意圖B B試驗局建設對比試驗局建設對比宏基站宏

20、基站RRU站站備注備注總體建站總體建站時間時間4個月建設10個宏站1個月內建設9個RRU站點從談站開始，直到開通建成單站最高單站最高費用費用14000元1500元一年的租賃費用單站最低單站最低費用費用2400元1000元一年的租賃費用站點平均站點平均費用費用6000元1200元一年的租賃費用C C試驗局試驗局-RRU-RRU遠程供電試驗遠程供電試驗NodeBRRU光纜-48V電源逆變器直流電源線交流電源線表示在同一根電纜中傳輸電源箱光纖分線盒光纖分線盒測試點測試點NodeBRRU光纜-48V電源逆變器直流電源線交流電源線表示在同一根電纜中傳輸電源箱光纖分線盒光纖分線盒測試點測試點C C試驗局試

21、驗局-RRU-RRU遠程供電測試結果遠程供電測試結果采用特制電纜將光纖和電源線絞合在一起。電源線直徑約10mmRRU兩載波同時工作且輸出最大功率時，逆變器輸出電壓220V時電源可以傳輸3km左右，300V是可以傳輸9km；不同電源電壓和傳輸距離對光纖特性無影響RRURRU設備工程參數(shù)設備工程參數(shù)參數(shù)名稱指標機柜尺寸（高寬深）700mm460mm350mm重量（扇區(qū)載頻）55kg（11配置）功耗（扇區(qū)載頻）330W或850W（帶加熱模塊）（11配置）工作環(huán)境溫度-4055工作環(huán)境相對濕度5%95%RH輸入電源220VAC（150VAC300VAC），頻率范圍47Hz63HzRRURRU的安裝方式

22、示例的安裝方式示例墻墻面面安安裝裝拉拉線線塔塔安安裝裝支支架架安安裝裝抱抱桿桿安安裝裝l用作室內覆蓋時的安裝方式用作室內覆蓋時的安裝方式 墻面安裝墻面安裝 支架安裝支架安裝RRURRU的安裝方式示例（室內）的安裝方式示例（室內） RRURRU與直放站比較與直放站比較l直放站與直放站與RRU比較，主要區(qū)別在于：比較，主要區(qū)別在于：1. RRU增加容量，而直放站不增加容量。前者在遠處增加了一個小區(qū)，而直放站則是在遠處重復小區(qū)，小區(qū)數(shù)并沒有增加。2. RRU不降低系統(tǒng)的靈敏度，而直放站會降低系統(tǒng)的靈敏度。系統(tǒng)的靈敏度直接導致宏蜂窩的覆蓋和容量降低。 RRURRU與直放站比較與直放站比較l使用直放站后

23、，會帶來一系列的影響：使用直放站后，會帶來一系列的影響：l1. 對小區(qū)覆蓋的影響：對小區(qū)覆蓋的影響：直放站接收機本身存在熱噪聲，因此會給經(jīng)直放站放大后的信號增加熱噪聲，從而會造成施主基站噪聲電平的提高，降低施主基站接收機的靈敏度，同時也會導致施主小區(qū)的覆蓋半徑收縮。在典型郊區(qū)環(huán)境下有13%的覆蓋半徑減小，所以在已有網(wǎng)絡中增加直放站時，不能放置在施主小區(qū)原覆蓋邊緣，而需要考慮13%的余量，以保證直放站與施主基站間不會出現(xiàn)覆蓋空洞。在新建網(wǎng)絡中存在直放站時，也需要考慮噪聲系數(shù)變化對鏈路預算的影響。l對于RRU：從覆蓋面積上來說，一個RRU就相當于宏基站的一個扇區(qū)，其鏈路預算方法與宏基站沒有任何區(qū)別

24、。并且由于RRU是盡可能的靠近天線，所以對比宏基站來說，在相同的機頂口發(fā)射功率下，它減少了射頻部分的饋纜損耗，從而充分利用射頻輸出功率，RRU具有優(yōu)勢。 RRURRU與直放站比較與直放站比較l2.導頻污染（射頻直放站）：導頻污染（射頻直放站）：直放站作為雙向放大器，只能區(qū)分不同頻率而不能區(qū)分不同碼字。如果施主天線附近存在多個與施主小區(qū)相同頻率的信號，射頻直放站無法區(qū)分，將多個小區(qū)的信號轉發(fā)到待覆蓋區(qū)域后造成導頻污染，影響網(wǎng)絡質量。l對于RRU不存在這個問題。 RRURRU與直放站比較與直放站比較l3.對定位的影響：對定位的影響：由于使用直放站會引入額外的延時和頻偏，如果直放站沒有特殊設計，無法

25、補償這種延時，會對WCDMA的定位算法性能產生影響。直放站引入的延時有兩部分：一部分是直放站自身的處理延時，約56us；另一部分是在信號傳播路徑上增加的延時。lOTDOA 在基于OTDOA的LCS中，UE通過測量多個（ 3）UTRA CPICH的到達時間來進行位置估計。引入直放站后，基站下行信號的到達時間將嚴重滯后，引入直放站后OTDOA定位方法的性能會惡化。 對于RRU，基站下行信號的到達時間將滯后，但由于RRU是獨立小區(qū)，OTDOA是基于雙曲線的定位方式，計算的是相對時間差，OTDOA從原理上避免了CELLID+RTT帶來距離計算誤差問題，所以對OTDOA的定位業(yè)務也沒有影響。 RRURR

26、U與直放站比較與直放站比較l3.對定位的影響（續(xù)）：對定位的影響（續(xù)）：lCell-ID引入直放站后，小區(qū)的覆蓋區(qū)域發(fā)生變化，定位的精度將會變得更差。 對于RRU，與宏蜂窩相比，小區(qū)的覆蓋區(qū)域沒有發(fā)生變化，因而對使用CELL-ID方式的定位業(yè)務沒有影響。 RRURRU與直放站比較與直放站比較l3.對定位的影響（續(xù)）：對定位的影響（續(xù)）：lA-GPS網(wǎng)絡通過提供頻率參考（基站的頻率穩(wěn)定度比GPS更高：0.05ppm vs 20ppm）或提供時間參考的方式減少UE搜索時間并提高定位精度。引入直放站對A-GPS定位方法的影響主要包括兩個方面：第一是直放站頻漂帶來的影響，第二是直放站引入的額外傳播延時帶來的影響。移動臺通過參考小區(qū)的SFN幀定時來做定時參考，直放站引入的額外傳輸延時導致移動臺定時與網(wǎng)絡側定時的偏差增大，這將導致GPS捕獲的搜索窗寬度增加，最終導致檢測的虛警率提高，測量性能下降。 對于RRU，由于RRU使用了華為專利的時延補償技術，拉遠不會對AGPS的定位方式帶來影響。 RRURRU與直放站比較與直放站比較l4.對功率控制的影響：對功率控制的影響：l在直放站覆蓋區(qū)域，由于多徑條件改變，以及直放站可能沒有接收分