陳春海，張 凱

京信通信技術(shù)（廣州）有限公司，廣東廣州 510530

射頻拉遠裝置及基站系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用研究

陳春海，張 凱

京信通信技術(shù)（廣州）有限公司，廣東廣州 510530

移動通信網(wǎng)絡(luò)要取得進一步的發(fā)展和進步，其中很重要的一部分就是加強對射頻拉遠裝置及基站系統(tǒng)的研究。本文對射頻拉遠裝置及基站系統(tǒng)的研究背景進行簡單的介紹，并說明射頻拉遠裝置及基站系統(tǒng)的組成模塊及其作用，最后對該系統(tǒng)的應(yīng)用和信息處理流程做出說明。

射頻拉遠裝置；基站；設(shè)計及應(yīng)用

BBU(基帶單元)+RRU(射頻拉遠單元)的多通道覆蓋方式在當今的移動通信網(wǎng)絡(luò)中被廣泛地使用，這種方式能適應(yīng)當代社會發(fā)展的需求，其具備著很多的優(yōu)勢，但是在應(yīng)用的過程中也存在著一定的問題。對射頻拉遠裝置及基站系統(tǒng)的設(shè)計以及應(yīng)用進行更深入的研究可以促進RRU裝置的優(yōu)化，從而促進移動通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化和發(fā)展，具有很重要的意義。

1 簡單介紹射頻拉遠裝置及基站系統(tǒng)的研究背景

當代社會是現(xiàn)代化的社會，科學(xué)技術(shù)在不斷地發(fā)展，人們的生活要求也越來越高，與此同時移動通信業(yè)也不斷地發(fā)展，在發(fā)展的過程中面臨著很多的機遇也面臨著很多的挑戰(zhàn)。在現(xiàn)在的移動通信網(wǎng)絡(luò)中面臨著一些問題，例如移動網(wǎng)絡(luò)的投入成本還很高、組網(wǎng)不方便、移動通信網(wǎng)絡(luò)選址較為困難等，為了解決這些問題，當前的通信網(wǎng)絡(luò)一般都會采用BBU(基帶單 元)+RRU(射頻拉遠單元)的多通道覆蓋方式。目前來說，RRU與BBU之間是通過光纖進行連接的，它們之間的分布方式是一對一或者是一對多。BBU+RRU結(jié)構(gòu)傳送下行信號的時候，RRU與BBU之間通過光纖進行連接，并互相傳送基帶數(shù)字信號，這樣基站就可以對用戶信號的發(fā)射進行控制。在BBU+RRU結(jié)構(gòu)中，對誤差的范圍有一定的要求，特別是各信號傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)通道的幅度和相位一定要在系統(tǒng)允許的誤差范圍之內(nèi)。而各信號傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)通道的幅度和相位會受到很多因素的影響，因此要保證系統(tǒng)誤差還在允許的誤差范圍之內(nèi)就要采用適當?shù)姆椒ㄟM行校準，對于目前來說一般都是使用一個相對獨立的校準通道開展校準工作。面對目前通行移動系統(tǒng)中的一系列問題，應(yīng)該進行射頻拉遠裝置及基站系統(tǒng)的研究工作，這樣就可以設(shè)計出更優(yōu)的RRU裝置。更好的方案和設(shè)計可以使整個系統(tǒng)的體積縮減，而大家都知道體積更小的裝置和系統(tǒng)更利于其本身的操作和運用，并且更好的設(shè)計還能夠促進整個硬件成本的大幅度的降低，這對于運營商和用戶都有很大的好處。

2 介紹射頻拉遠裝置的結(jié)構(gòu)及各部分功能

射頻拉遠裝置由很多個不同的模塊構(gòu)成，這些模塊有：功放低噪放陣列模塊、濾波陣列模塊、光電轉(zhuǎn)換模塊、 數(shù)字中頻處理模塊以及射頻收發(fā)處理模塊，還有射頻拉遠裝置功分合路器。不同的模塊在射頻拉遠裝置中發(fā)揮著不同的作用，各個模塊之間根據(jù)特定的規(guī)則進行連接，在信號的處理過程中發(fā)揮著特定的作用，各個模塊都不可或缺。功放低噪放陣列模塊的作用主要是對上行的信號進行低噪聲放大，而對下行信號進行功率放大的操作，不同的模塊的作用不同，而功放低噪放陣列模塊也在射頻拉遠裝置的工作中發(fā)揮著非常重要的作用。

濾波陣列模塊的作用主要是對信號進行濾波處理，濾波操作的作用是防止上行信號的噪聲干擾以及防止下行信號的發(fā)射雜散。光電轉(zhuǎn)換模塊的作用總的來說就是完成光信號與電信號之間的轉(zhuǎn)換，對于上行方向上來說是將數(shù)字中頻傳送過來的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為光信號通過光纖等方式傳送給與該射頻拉遠裝置相連接的上端BBU。與上行方向不同的是下行方向是將光纖傳輸過來的光信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號傳送給數(shù)字中頻處理模塊進行處理，完成光信號的轉(zhuǎn)換工作。

數(shù)字中頻處理模塊對信號處理表現(xiàn)為對信號進行變頻、數(shù)模轉(zhuǎn)換等一系列的操作，數(shù)字中頻處理模塊對射頻收發(fā)處理模塊接收的信號執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字下變頻等處理。而對電轉(zhuǎn)換模塊所發(fā)送的信號進行數(shù)字上變頻、數(shù)模轉(zhuǎn)換等操作和處理，在射頻拉遠裝置的工作中發(fā)揮著重要的作用，是必不可少的一個部分。

射頻收發(fā)處理模塊主要包括分別位于各業(yè)務(wù)通道的下行鏈路上的射頻上變頻與放大器、位于上行鏈路上射頻下變頻與放大器、以及同時與這兩個放大器相連接的開關(guān)裝置。射頻收發(fā)處理模塊中的開關(guān)裝置發(fā)揮著重要的作用，它可以根據(jù)數(shù)字中頻處理模塊中相應(yīng)的控制信號決定與不同模塊之間的連接狀態(tài)，包括低噪放陣列模塊、功分合路器等。

3 關(guān)于射頻拉遠裝置及基站系統(tǒng)的應(yīng)用介紹

3.1 介紹下行方向上的業(yè)務(wù)處理

在下行方向上首先由光電轉(zhuǎn)換模塊接收BBU經(jīng)由光纖傳輸過來的光信號，將該光信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號傳送給數(shù)字中頻處理模塊； 將數(shù)據(jù)處理為基帶模擬信號或者中頻模擬信號。之后信號進入射頻收發(fā)處理模塊進行處理，執(zhí)行相應(yīng)的變頻放大工作，處理過的信號進入功放低噪放陣列模塊的業(yè)務(wù)通道對信號進行功率放大操作。最后將信號發(fā)送給濾波陣列模塊，由濾波陣列模塊進行濾波操作后，就可以將信號發(fā)送給天線，完成下行方向上的處理。

3.2 介紹上行方向上的業(yè)務(wù)處理

在上行方向上則是由功放低噪放陣列模塊中的業(yè)務(wù)信道接收濾波陣列模塊的業(yè)務(wù)通道中的信號，對其進行低噪聲放大操作后得到射頻信號，并向射頻收發(fā)處理模塊中的業(yè)務(wù)通道發(fā)送。信號在這個模塊中進行放大及下變頻操作后進入數(shù)字中頻處理模塊的業(yè)務(wù)通道，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，傳送給光電轉(zhuǎn)換模塊進行處理，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為光信號之后就可以通過光纖傳送給BBU完成上行業(yè)務(wù)的處理。

3.3 介紹下行校準的流程

在下行校準之中數(shù)字中頻處理模塊向下向各業(yè)務(wù)通道發(fā)送包含了下行校準信號的數(shù)字信號，并經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換等操作后轉(zhuǎn)換為模擬中頻信號或者模擬基帶信號，處理過得信號進行上變頻放大操作，變?yōu)樯漕l信號。這個時候各業(yè)務(wù)通道的開關(guān)切換到下行方向上，此時射頻信號就會通過各自的開關(guān)進入到功放低噪放陣列模塊中，在此模塊中信號的功率會被放大，被放大的信號經(jīng)過濾波器后送入天線之中。天線接收到信號之后，會將這些信號與預(yù)存的信號進行耦合，信號耦合之后就會通過功分合路器進入相應(yīng)的校準通道。與此同時，功分合路器所接收到的射頻信號經(jīng)過放大器和下變頻混頻器處理后產(chǎn)生模擬中頻信號或者模擬基帶信號，饋入到數(shù)字中頻處理模塊中對應(yīng)的業(yè)務(wù)通道。模擬中頻信號或者模擬基帶信號經(jīng)過相應(yīng)的處理之后變成數(shù)字中頻信號，這樣就完成了信息的采集和處理工作，當然了這個過程中還會計算出數(shù)字中頻信號中所包含的校準信號的幅度和相位。

3.4 簡單介紹上行校準的流程

上行校準的流程與下行校準相類似，步驟也沒有太大的區(qū)別，故在此只做簡單的說明。行校準通過數(shù)字中頻處理模塊業(yè)務(wù)通道發(fā)送包含了上行校準信號的數(shù)字信號，經(jīng)過相應(yīng)的處理變?yōu)槟M中頻信號或者模擬基帶信號，后又轉(zhuǎn)換為包含上行校準信號的射頻信號發(fā)送到基站天線端。天線端接收到的信號進入濾波陣列模塊中進行耦合，之后進行濾波抗干擾、變頻等一系列操作完成信息的采集和處理工作。

4 結(jié)論

我們應(yīng)該對移動通信網(wǎng)絡(luò)有一個更加深入的了解，研究射頻拉遠裝置及基站系統(tǒng)對解決移動通信網(wǎng)絡(luò)中的一些問題有很重要的作用，能夠改善目前存在的很多問題。因此大家也應(yīng)該加深對射頻拉遠裝置及基站系統(tǒng)的理解和研究，以求能夠促進射頻拉遠裝置及基站系統(tǒng)的完善，從而推進移動通信網(wǎng)絡(luò)的進步和發(fā)展。

[1]王勇.未來移動通信基站體系結(jié)構(gòu)——定性理論、方法與實踐[D].北京郵電大學(xué)，2010.

[2]鄭冕.GSM基站射頻拉遠系統(tǒng)中CPRI接口的研究和設(shè)計[D].浙江工業(yè)大學(xué)，2010.

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1674-6708（2015）142-0132-02