分布式基站集中建设的相关研究投稿1.docx

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分布式基站集中建设的相关研究投稿1

分布式基站建设的相关研究

谢鹰

（中讯邮电咨询设计院有限公司，北京，100048）

摘要：

本文从无线接入网发展趋势出发，介绍分布式基站特点及组网方式等内容，分析BBU集中建设模式和RRU拉远建设模式的主要驱动力和适用场景，并以北方某省和南方某省对分布式基站建设案例进行分析总结，提出了分布式基站建设的相关建议，可为国内外电信运营商的无线接入网络建设提供参考。

关键词：

分布式基站、BBU、RRU、BBU集中建设、RRU拉远、无线接入网

ResearchofDistributedbasestationconstruction

XieYing

（ChinaInformationTechnologyDesigning&ConsultingInstituteCo,Ltd,BeiJing,100048）

Abstract:

Thistrendfromthewirelessaccessnetwork,thepaperintroducesthecharacteristicsofdistributedbasestations,andNetworkandothercontent,analysisofBBUsconcentrateonbuildingmodelandRRUspullawaymodelmaindriverandapplicationscenarios,andtothenorthandthesouthprovinceDistributedbasestationconstructioncasesaresummarized,andputforwardrelevantrecommendationsoftheconstructionofadistributedbasestation,fordomesticandforeigntelecomoperatorstoprovidewirelessaccessnetworkconstructionreference.

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Keywords:

Distributedbasestation,BBU,RRU,BBUconcentrateonbuilding,RRUpullaway,thewirelessaccessnetwork

随着基站选址难度的进一步加大，传统的基站产品和建设模式受到越来越多的挑战，伴随着软件无线电技术逐步成熟，越来越多的设备供应商推出更加灵活多样的分布式基站产品，分布式基站逐步在现网上大规模应用。

在3G网络建设过程中，BBU集中建设、RRU拉远等案例不断涌现。

分布式基站各种建设模式（如BBU集中建设、RRU拉远）值得大规模推广吗？

分布式基站建设过程中应注意什么问题，应该如何解决未来基站选址难题等一系列课题摆在运营商面前亟待解决。

本文作者依据多年的无线接入网规划设计经验，从无线接入网发展趋势分析出发，介绍分布式基站特点及组网方式等内容，分析BBU集中建设模式和RRU拉远建设模式的主要驱动力和适用场景，并以北方某省和南方某省对分布式基站建设案例进行分析总结，提出了分布式基站建设的相关建议，可为国内外电信运营商的无线接入网络建设提供有益的借鉴。

1.无线接入网发展趋势分析

为了提升网络容量，过去不断采用先建蜂窝、再小区分裂的方式扩容，已经很难适应用户不断提升服务质量要求，利用集中式基带池、协作式无线网络以及开放性平台已经成为无线接入网发展趋势，甚至未来可能基于SDR来实现基带处理，并形成一个巨大计算池，最终实现“实时云计算基带池”，当然这是无线接入网未来发展远景，但可以明确的是分布式基站顺应了无线接入网的发展趋势。

随着分布式基站应用逐步成熟，近期基于分布式基站建设的几种模式如BBU集中建设，RRU拉远建设将在网络建设中起到较为重要的作用，分布式基站的规模应用，并辅助Femto等新兴技术，可以使得无线接入网满足用户无所不在的移动宽带接入需求。

2.分布式基站技术介绍

传统基站的基带处理和射频处理都放置在一个机柜中，所以体积比较大，组网不是十分灵活，分布式基站将基带处理单元（BBU）和射频处理单元（RRU）分开，中间通过光纤连接，可以更加灵活的进行组网设计。

2.1分布式基站构成和特点分析

分布式基站是由BBU和RRU两部分构成。

BBU主要进行基带处理（信道的编码、译码、扩频加扰、解扩解扰、测量），与RRU的接口（Ir接口，非开放接口，目前多采用CPRI协议），与RNC的接口（Iub接口），基站的维护与管理等功能，具体构成如下图所示：

RRU主要进行射频信号的滤波处理（双工器），包含上行信号LNA、下变频、AGC、A/D、RRC滤波、QPSK解调，下行信号的RRC滤波、D/A、QPSK调制、下变频、功率放大、增益控制，TCP/RTWP的测量，天馈系统管理等功能，具体构成如下图所示：

BBU与RRU之间连接的光纤，有单模光纤和多模光纤之分，根据不同组网方式和光纤长度不同，选取不同的光模块和不同的光纤类型，多模光纤主要应用于连接距离较近的场景，比如同站址的应用，单模光纤主要应用于连接距离较远的场景，比如RRU拉远场景。

分布式基站具备以下特点：

●BBU尺寸较小，一般只有1U大小，安装灵活

●RRU采用自然散热，室外型设计，满足IP55或者IP65防护等级

●RRU采用高效功放技术，功放功率满足60W要求，与传统宏基站类似的功率，RRU上塔节省馈线损耗，覆盖效果优于传统基站

2.2分布式基站组网

分布式基站BBU和RRU可支持星型组网、链型组网、星链混合组网和环型组网。

RRU组网示意图

RRU支持软复位，在支持链型或树型等组网结构中，上级RRU非掉电复位不影响下级RRU功能，提高了系统可靠性。

目前主流厂家设备均支持星型组网、链型组网、星链混合组网，但对于环形组网，只有部分厂家支持。

星型组网时，一个BBU一般支持6个Ir接口；对于链型组网，采用不同的CPRI接口，支持的级联的级数不同，1.25GCPRI最大支持4级级联，2.5GCPRI最大支持8级级联，大多数厂家设备只支持4级级联。

在链型组网情况下，部分厂家设备支持小区合并技术，级联的几个RRU可以配置成一个小区，不同扇区的天线收发同一小区的信号，通过软件配置灵活地调整RRU与小区的对应关系，扩容和网络调整时不需要做任何硬件调整。

高速公路、铁路覆盖，多RRU属于一个小区，避免小区间切换频繁容易掉话。

室内覆盖，避免了终端在室内移动时频繁切换的问题，并且由于小区数少，容易进行网络优化和管理维护。

3.分布式基站建设思路的探索

3.1适用场景和建设驱动力分析

近年来，分布式基站建设逐步成为基站建设的主流，各种灵活多变的分布式基站组网方案得到广泛的应用，究其原因，主要存在以下场景和建设驱动力：

●有效的破解选址难题，实现快速建网

✧受限于机房、引电等条件制约，传统基站建设难度越来越大，分布式基站RRU完全室外型设计，对机房配套几乎没有要求，直接接引外市电或者室外配置一体化电源，即可满足建设要求，结合一些特殊场景方案需求，可以将天线与RRU做在一起，做些伪装和美化即可实现局部区域覆盖，大大降低了基站选址和建设难度，也提升网络建设速度；

●适应分布系统的多天线、小功率的设计思路

✧分布式基站的出现，有效的适应了分布系统的多天线、小功率的设计理念，有效的解决了过去室分设计中大量使用干放而带来的干扰、监控等问题，小型的室分系统可以选用RRU作为信源替代光纤直放站，大型的室分可采用BBU+多个RRU方式，采用RRU替代干放，有效解决容量和覆盖质量问题；

●有效解决高速铁路链状覆盖难题

✧高铁覆盖场景，切换控制显得尤为重要，分布式基站采用星链混合组网方式，结合小区合并技术能有效的解决高铁覆盖建设的难题，RRU拉远单元无需机房，通过简单的配套即可实现覆盖，对于引电困难的，也可采用电源远供技术实现RRU的引电问题；

●RRU上塔有效增强覆盖

✧RRU上塔能减少馈线损耗，有效的增强覆盖，实现网络设计节能。

3.2分布式基站BBU集中建设

早在2005年分布式基站产品推出之初，某厂家就推出“运维工厂”的建网思路，在原中国电信和原中国网通进行推介，所谓“运维工厂”就是充分利用固网大量的局所资源，在固网局所内建设BBU基带池，通过充裕的光纤资源，将RRU分布到城市的各个角落，实现3G网络的快速部署，使得原固网运营商能够快速、高效的建设移动通信网络，但由于当时分布式基站产品成熟度差，RRU设备稳定性较差，这种理念并没有在现网大规模部署，不过随着3G网络建设在全球的大规模开展，分布式基站产品发货量占比逐年增大，到了2009年，分布式基站发货基本占据3G基站的70%以上，分布式基站产品逐步成熟起来，使得BBU集中建设，RRU拉远的建设模式，在国内逐步开始应用起来。

BBU集中建设与传统建设模式优缺点对比如下：

●优势明显：

✧RRU建设相比BBU建设对配套要求的较低，BBU集中设置时，能充分利用BBU可用资源，节省BBU资源配置，同时能明显降低RRU拉远站点配套建设，有效降低建网成本；

✧RRU站点室外型设计，空调等高耗能设备大量减少，BBU集中设置，提高了电源供给的效率，能有利促进网络的节能减排；

✧灵活的部署策略，使得基站建设不在受限于基站机房选址难题，能有效的提高建网进度，实现快速运营；

✧大量节省传输设备投资，RRU与BBU只需裸纤连接，无需配置传输设备资源；

✧集中BBU基带池，大大增加了更软切换比例（更软切换不浪费基带资源），减少软切换比例，资源调度的效率也大大提高，网络性能指标也随之改善。

●主要劣势体现如下：

✧由于RRU与BBU之间需要占用一对裸纤，占用较多的光纤资源；

✧RRU室外放置，防雷、防盗、天面承重等相比传统基站，对室外施工质量要求较高；

✧远端RRU供电安全问题，远端RRU的引电和备电问题，有待优化解决；

✧RRU操作维护，需上天面或者上塔进行，相比传统基站只需机房内操作，对运维人员要求更高。

4.分布式基站建设的相关案例分析

4.1北方某地BBU集中案例说明

某地联通共有53个机房采用BBU集中式建网方案，共集中放置568个BBU，下挂拉远2337个RRU。

9个骨干机房集中放置了20个以上BBU，其中3个机房集中放置BBU数量超过50个，通过集中放置的建设方式，该地联通公司共节省344个BBU，相应节省大量FE、E1接口，节省1套RNC。

集中度最高的为XX局，共放置BBU72个，下挂拉远RRU245个，该局点主要解决了109个楼宇室内覆盖和4个室外基站覆盖，该局点方案主要解决了市区室内分布信源BBU集中设置问题，具体方案见下图：

针对该局点BBU集中建设与传统建设思路的投资进行对比如下表：

购置设备

所需配套资源

所需传输设备

所需管线资源

传统建设模式

123套BBU/245套RRU

113个站点需要租赁或购置

113端622M或者155M传输设备

假设每15个BBU组成一个BBU环网，则123个BBU需新增至少9个622M传输环网；需新建5个光交接箱，现有光交接箱根据需要扩容

BBU集中建设模式

72套BBU/245套RRU

利用现有端局机房，无需租赁和购置机房

2端汇聚层10G传输设备

端局局新建2个光缆环，新建5个576芯光交接箱，扩容9个288芯光交接箱至576芯

从上表对比分析，BBU集中建设模式在网络建设阶段即可节省大量的投资，在运行维护方面，由于节省部分BBU和空调配套等设备，节能减排效果更加明显。

4.2南方某省RRU拉远案例说明

在南方某省RRU拉远应用在交通干线覆盖，XX高铁覆盖上，采用BBU放置在现网一个条件比较好的基站，在高铁沿线采用RRU拉远方式建设，并采用小区合并技术，把归属于同BBU的不同小区合并为同一个小区，使用同一个扰码，采取小区合并，在满足容量覆盖的前提下，可以增大单小区的覆盖范围，延长用户驻留单小区的时间，减少切换，可以提升数据业务提供能力。

5.分布式基站建设的相关建议

（1）建设模式的选择建议

BBU集中建设是分布式基站建设方式的一种灵活应用模式，可以推广应用，考虑到3G网络已初步建成，未来网络建设更多的围绕网络覆盖拓展和优化展开，建议BBU集中建设时遵循以下原则：

●BBU集中的机房，BBU集中数量不宜过多，BBU建议不超过5个为宜，并适当增加BBU集中机房电源和传输安全保障级别，BBU集中机房应作为VIP基站进行重点保障；

●对于集中放置BBU所拉远的RRU按区域就近、连片覆盖；

●每个BBU预留一定的端口，单接口板光接口不超过5个，具有一定扩展性。

（2）BBU集中局所选择的建议

优先考虑在核心网机房、端局（模块局）以及条件好的基站作为BBU集中放置的局址，BBU与RRU连接光纤，尽可能采用传输末端接入光缆，原则上不占用汇聚层和骨干层光缆资源。

（3）BBU+RRU组网方式建议

考虑到星型组网最为成熟，所有厂家都支持，一般应用场景采用星型连接组网，高铁覆盖等特殊场景，可采用星链混合组网模式，为保证网络质量，建议链型组网时，不超过2级连接，对于一些特殊场景为增加安全性，可结合厂家设备特点，选择环形组网方式，提高BBU+RRU光纤连接安全性。

（4）RRU拉远设置

●室内分布RRU就近接入光交接箱，共享就近宏站的BBU，实现室内覆盖；

●具备上塔条件的尽可能上塔安装，接近天线安装，减少馈线损耗；

●对于居民阻挠等基站，可采用RRU与天线一体化设备，通过伪装和美化进行部署；

●RRU室外安装时，考虑必要的防雷电措施，避免雷电对RRU的损害。

（5）RRU用电的相关建议

●RRU上塔应优先选择直流供电方式，避免交流电上塔的风险；

●VIP基站需考虑RRU备电措施，比如配置一体化室外电源柜；

●RRU与BBU同站址，RRU和机房电源线距离小于100米可以直接从机房引电，超过100米采用更大线径电源线或在RRU处直接引电。

●对于道路沿线覆盖基站，若就近引电困难，可采用电源远供方式解决RRU供电难题。

6.结束语

随着分布式基站的逐步成熟，BBU集中建设和RRU拉远的规模应用，使得基站建设组网模式更加灵活，适应不同的建设场景，分布式基站建设模式的推广应用对于无线接入网络建设显得尤为重要，本文作者通过总结近几年分布式基站应用的相关经验，围绕BBU集中建设和RRU拉远等建设模式提出了具体建议，希望能为通信运营商及相关规划设计人员提供有益的参考。

作者简介：

谢鹰，男，1999年毕业于南京邮电学院，后就读于解放军信息工程大学，获硕士学位，现就职于中讯邮电咨询设计院有限公司传输无线部，主要从事移动通信工程咨询、规划和设计工作。

谢方明，男，1978年生，毕业于解放军信息工程大学，获军事通信学硕士，现任防空兵指挥学院讲师，研究方向为无线通信、无人机测控技术。