[信息与通信]分布式基站原理与应用.ppt

1、分布式基站原理与应用,绿色行动计划推进工作组 年 6 月,目录,分布式基站供电,现网应用实例,目录,2/42,分布式基站技术简介,现网厂家支持情况,成本投入分析,下一步建议,适应场景,分布式基站原理,分布式架构、多载波技术、和高效功放技术是未来基站的发展方向 分布式基站：把传统的宏基站设备按照功能划分为两个功能模块， 把基站的基带、主控、传输、时钟等功能集成在一个称为基带单元模块上（BBU）； 把收发信机、功放等中射频集成在另外一个称为远端射频模块上（RRU），射频单元安装在天线端。射频单元与基带单元之间通过光纤连接。 两类RRU：传统双密度RRU和多载波RRU,多载波RRU与传统RRU优势比

2、较,多载波采用MCPA技术即引入基于宽带PA, 一个载频板支持1-6个频点的动态配置。MCPA情况下，利用同一PA模块对多个载波进行放大。,双密度载频采用SCPA技术即窄带PA，一块载频板只输出两个频点的射频信号。SCPA情况下，采用合路器带来信号衰减，降低多载波下功放整体效率。,分布式基站组网,BSC,星形组网,环形组网,链型组网,BBU,BBU,BBU,RRU,RRU,RRU,分布式基站RRU与BBU之间支持星型、链型和环型组网方式,分布式基站的优势,分布式基站中BBU集中放置，RRU置于天面，RRU环境适应性强。全室外型设计，电压动态范围宽，RRU不需机房和配套电源、空调，可安装于室外空

3、地、屋顶、预制水泥杆 BBU容量较大，实现了容量与覆盖之间的转化 多个RRU可以共享BBU基带资源，可以节省基带投资 分布式基站覆盖技术支持平滑扩容，可通过“扩容不加站”实现对网络的平滑调整 第五，RRU与BBU之间采用光纤连接，可以减少馈缆损耗,分布式基站存在的问题,分布式基站射频单元出现故障时、更换不如传统基站方便，一般只能直接更换，且是在室外天线场地操作 RRU的散热问题 RRU和BBU间的光纤无法使用已有的传输网络，只能使用裸光纤，造成不同建筑之间以光纤拉远实现分布式覆盖困难。此外，已建站点在后期增加RRU时，同样需要新增光纤 RRU、光纤的故障和监控问题,目录,分布式基站供电,现网应

4、用实例,目录,8/42,分布式基站技术简介,现网厂家支持情况,成本投入分析,下一步建议,适应场景,厂家支持情况,华为、中兴、爱立信、诺西已支持GSM的BBU+RRU，华为、中兴支持多载波RRU，其他厂家最早09年Q3支持,目录,分布式基站供电,现网应用实例,目录,10/42,分布式基站技术简介,现网厂家支持情况,成本投入分析,下一步建议,适应场景,分布式基站适应场景,适应场景 分布式基站以灵活的安装方式和容量特性、良好覆盖特性适用各种应用场景（如香港CSL全网采用BBU+RRU实现覆盖），特别在以下场景应用更具有优势： 大中城市重点建筑的室内覆盖，如体育馆、会展中心、商务写字楼等 机房空间紧张

5、，新选址又无法按期完成的场景，如密集城区等 在高速公路、国道、省道等场景，BBU+RRU可将不同物理小区合并为同一小区，有效避免小区频繁切换 人口密度、话务量较小的平原、丘陵或山势较缓乡村的村通覆盖,分布式基站解决室外热点区域覆盖,覆盖方案 采用“主干光纤 + 场馆内馈线分布系统” 穹顶安装普通定向天线，覆盖看台 室内场馆采用普通全向吸顶天线覆盖 网络调整容易，基带资源再利用能力强,分布式基站解决室内覆盖,覆盖方案 BBU+RRU+DAS能够实现更为经济灵活的室内覆盖 RRU+室内分布系统 替代干放，消除噪声，提升覆盖质量 完全利旧，扩容方便,分布式基站解决机房难题,BBU,RRU,BSC,数

6、字光信号，没有馈线损耗,安放占用空间小：走廊过道、电梯间；站点容易获取,工程实施简单，升级和维护方便；,分布式基站应用于密集城区，解决机房空间不足，或者位置不理想问题 室外型设计，无需机房 RRU靠天线安装，优于宏基站的覆盖性能 ； 容量与宏基站相当；,分布式基站应用于郊县、农村覆盖,利用RRU功耗小的特点实现交流远供，将BBU、供电和备电设施集中设置于条件较好的乡镇机房，解决自然村覆盖面临的供电不稳定、备电成本高等问题,分布式基站功耗小，便于一些偏远地区采用太阳能供电等绿色能源,分布式基站应用于铁路、公路覆盖,RRU共小区组网扩展了单个小区的覆盖范围，减少了高铁上切换次数，降低了掉话率； 共

7、小区无需专门设置重叠覆盖区域，提高覆盖效率。,目录,分布式基站供电,现网应用实例,目录,17/42,分布式基站技术简介,现网厂家支持情况,成本投入分析,下一步建议,适应场景,分布式基站供电BBU供电,分布式基站供电RRU供电,集中供电,集中供电系统框图,分布式基站供电RRU供电,(1)采用铠装电力电缆，电力电缆两端应作有效接地（接地应在进入机房之前）； (2)应按RRU允许的最大压降校核电力电缆的截面； (3)RRU设备由基站内开关电源供电，电源从直流配电单元一次下电开关引接。,集中供电模式是指RRU等拉远设备利用无线主设备BBU基站中48V电源系统集中供电；RRU等拉远设备采用直流48V电压

8、供电。,供电要求,集中供电,分布式基站供电RRU供电,基站电源逆变拉远供电,RRU拉远供电系统框图,分布式基站供电RRU供电,采用铠装电力电缆，电力电缆架空敷设时需要考虑电缆自重； 电力电缆两端应作有效接地（接地应在进入机房之前）； 为防止雷击，电力电缆两端在连接设备之前应埋地，埋地长度不小于50m；当埋地长度50m有困难时，可以就近埋地绕圈后引接至设备。 电力电缆最大压降不宜超过20（即设备端最低电压不宜低于176V）； RRU设备宜采用交流220V电源供电，RRU设备中集成整流设备； 逆变器输入电压等级为直流48V，输入电压为交流220V； 逆变器应具有监控模块，逆变模块应采用N+1备份；

9、 逆变设备由基站内开关电源供电，从直流配电单元一次下电开关引接； 逆变器容量选择应考虑线路损耗和远端整流设备效率。,基站电源逆变拉远供电模式是指无线主设备BBU基站中48V电源逆变成220V交流电源后，远距离为RRU等拉远设备供电；RRU等拉远设备采用交流220V电压供电。,供电要求,基站电源逆变拉远供电,分布式基站供电RRU供电,电力电缆和光缆共杆敷设要求及示意图,基站电源逆变拉远供电,分布式基站供电RRU供电,就近引接电源,RRU拉远建设处有可以引接的较可靠市电电源且引入费用不高时，可以就近引入一路市电电源为RRU等拉远设备供电。 就近引入电源为RRU等设备供电时，电源设备宜采用室外一体化

10、电源柜。,就近引接电源模式是指RRU等拉远设备由本地引接的市电电源供电。,供电要求,分布式基站供电RRU供电,采用绿色能源供电,RRU拉远距离超过220V交流逆变电源的供电范围，且RRU建设地无可用市电电源或者市电引入费用过高时，可以采用绿色能源系统供电。目前，可以选择的绿色能源系统主要有：太阳能电源系统和风光互补电源系统。 太阳能电源系统建设参见中国移动基站太阳能电源系统建设指导意见。 风光互补电源系统建设参见中国移动基站风光互补电源系统建设指导意见。,采用绿色能源供电模式是指RRU等拉远设备由太阳能、风能等新能源提供电源。,供电要求,分布式基站供电选择原则,集中供电选择原则,目前，大部分支

11、持BBU+RRU建设模式的厂家，其直流输入电压范围：-36V-57V；因此，采用集中供电模式时，其最大允许压降为7.2V（蓄电池放电终止电压1.8V/只，蓄电池组放电终止电压43.2V）。,RRU等拉远设备1000W负荷时集中供电最大距离不宜超过400m,RRU等拉远设备600W负荷时集中供电最大距离不宜超过500m,RRU等拉远设备300W负荷时集中供电最大距离不宜超过800m,集中供电模式供电距离建议（供电电压范围-36V-57V时）,分布式基站供电选择原则,基站电源逆变拉远供电选择原则,采用基站电源逆变拉远供电模式时，RRU宜采用交流220V电压供电，整流设备由RRU厂家集成，效率不应低

12、于88%。 根据RRU的电压输入范围和整流设备特性，建议远供时电力电缆压降不超过20，最大压降不应超过30。,超过此距离时，宜进行不同方案的投资比较，取最优的供电模式,RRU拉远设备距离不超过5km时，可以优先考虑基站电源逆变拉远供电模式,基站电源逆变拉远供电模式供电距离建议,如RRU建设地就近有可引入的市电电源时，可以就近引入一路市电为RRU等拉远设备供电。 采用就近引接电源供电模式时，RRU等拉远设备宜采用48V直流电压供电。蓄电池后备时间按照通信电源设备安装工程设计规范(YD/T 5040-2005)中4.2节、4.3节相关要求配置。,采用此供电模式时，需要对比供电模式二和供电模式三两种

13、方案的投资、施工难度等。,就近引接的电源配套投入主要为交流引入投资、电力电缆投资和室外一体化电源投资。以上三项投资总和低于基站电源逆变拉远供电模式的电力电缆投资时，宜选择供电模式三，就近引入电源。,分布式基站供电选择原则,就近引接电源选择原则,RRU等拉远设备建设当地无可用市电，或引电距离超过10km时。,RRU等拉远设备远期时预期负荷不大于300W，且引电距离超过5km时。,分布式基站供电选择原则,采用绿色能源供电选择原则,采用绿色能源供电时，RRU等拉远设备宜采用48V直流电压供电。 以下情况时宜优先考虑采用绿色能源供电：,太阳能电源系统建设参见中国移动基站太阳能电源系统建设指导意见 风光

14、互补电源系统建设参见中国移动基站风光互补电源系统建设指导意见,目录,分布式基站供电,现网应用实例,目录,30/42,分布式基站技术简介,现网厂家支持情况,成本投入分析,下一步建议,适应场景,现网应用情况,现网应用的BBU+RRU基站主要是双载频： 华为：国内应用约1000套，主要场景包括 室内覆盖（福建等）： 站型一般在O2O4，BBU与RRU集中放置一个机架内，H架落地或挂墙安装。采用已有的电源柜直流供电，使用已有室内分布系统（功分器、耦合器、室内覆盖天线和馈线网络） BBU和传输设备集中放置，RRU通过光纤拉远到各楼层，供电为直流拉远。 公路铁路沿线覆盖（福建，青海）： BBU和传输设备集

15、中放在一处。RRU光纤拉远，10公里20公里。RRU使用太阳能供电或使用电源柜就近取电备电。站型在S2S4。 市区覆盖（广东汕头、浙江杭州）； 替代宏基站做市区内覆盖，容量在S666S888。BBU和传输设备放在塔底机房或大楼里。RRU通过光纤拉远到楼顶或上塔，供电为直流拉远。 农村覆盖交流远供（广东韶关、河源）: BBU、传输设备和电源系统（蓄电池、一次电源、逆变器）集中放置一个机房。RRU光纤拉远到要覆盖的村庄。供电使用交流拉远。站型在02以下。,现网应用情况,爱立信：RBS2111已在现网部署约3000套，应用于农村、公路和铁路覆盖、及市区补盲和室内覆盖 诺西：在云南昆明部署了3套解决隧

16、道覆盖的拉远设备，同时在浙江、河南也各有3套试点应用 中兴：在湖南高速公路场景有3套试点应用,现网应用情况,目前甘肃、湖南、重庆、广东、江苏、湖北、福建、广西、浙江、山东、贵州、山西、内蒙古、青海14个省实际应用了GSM分布式基站，主要为爱立信、华为、中兴三个设备厂家，共计5610个载频，占全网总载频的0.13%。 58%的分布式基站应用于村通场景； 仅浙江现网应用了多载波RRU,共1432个载频； 2009年18个省确定2G分布式基站需求,合计7378载频。,现网应用实例1 室内覆盖,BBU放置在上游传输机房中，由传输机房电源系统提供-48V电源。RRU通过单模光纤拉远到预覆盖的大楼中，挂墙

17、安装，解决室内覆盖无机房问题。 室内覆盖采用多载波分布式设备 体积小、重量轻的BBU和RRU可以灵活被安装室内任何地方； RRU支持光纤拉远，灵活精确覆盖，输出功率按需设置，减少耦合器和衰减器的使用； 容量可以软件远程调整，方便后期扩容和容量根据话务调整,现网应用实例2 室内覆盖,闽南理工学院宿舍楼新校区位于石狮市宝盖山下，特殊的地理位置使得移动信号覆盖无法满足学校宿舍高话务量的需求，为解决学校宿舍话务量高的特点，对闽南理工学院宿舍楼群实行室内覆盖。 闽南理工学院宿舍楼共4栋，分14号楼，每栋楼之间的间距在50米左右。已建有宏蜂窝基站，利用现有机房实施光纤拉远方案，更好的对1号、2号、4号楼进

18、行覆盖。,现网应用实例3 青藏铁路公路覆盖,上图为该区域的卫星地图，整个自然环境是十分恶劣的，海拔平均在4000-5000多米以上，高寒缺氧，沿线基本上都是无人区，地质条件为冻土层，在机房建设，配套引入以及后期维护都存在很大困难； 采用GSM分布式基站，不需要机房，属室外型基站维护方便，较好的提供覆盖和业务服务。,青海公司GSM分布式基站主要应用于青藏线（格尔木-唐古拉山口段），从格尔木市南山口至温泉共558.629公里的无人区覆盖，主要是对铁路、公路沿线覆盖,现网应用实例4 湖南隧道覆盖,实验局选取了阿娜隧道、夯齐冲隧道、司马河隧道、后背溪隧道和排寨坪共5个隧道放置RRU模块，每个隧道有从吉

19、首到常德方向、常德到吉首方向的2个隧道口，共计10个隧道口，放置10个模块。2个BBU)安装在现有的排寨坪基站机房，充分利用已有的机房资源。,现网应用实例5温福高铁福建宁德段,隧道长度6718m，共用一个BBU3900和12个RRU3004，每两个RRU3004组成一个位置组，容量S4。通过光纤拉远，6个位置组均匀分布在隧道，每个位置组间距1公里左右。采用RRU共小区技术6个位置组成一个逻辑小区。,现网应用实例6 广东村通,在本地供电模式下，采用当地农电加一体化电源的方式对RRU供电； 在集中供电模式下，将BBU安装在电力较好的基站内，把机房内的+24V或-48V直流电转变为220V交流电实现

20、中心基站的集中供电，再通过电力与传输共杆的综合传输线路将电力和光缆送至分散拉远的RRU上。,-通过使用“集中供电、拉远覆盖（RPU/RRU)”新建260个RRU站点, 覆盖了2/3原来未能很好覆盖的自然村落；,-韶关地区：目前有931个未很好覆盖的自然村, 人口有15万人，主要分布在较为偏远、地形复杂的山区；,自然村现状,RRU边际网覆盖应用,现网应用实例6 广东村通,- 合路损耗4.3dB - 馈缆损耗2.4dB - 部分小区支持EDGE - 整机功耗700W - 每ERL耗电0.36度 - 覆盖率81.4% - 通话质量85.6%,天线口功率39.8dBm, 9.6W,机顶功率42.2dBm,16.7W,载波功率46.5dBm, 44.8W,长坪原宏基站,无合路损耗 无馈缆损耗 所有小区支持EDGE 整机功耗490W 每ERL耗电0.25度 覆盖率94.1% 通话质量91.7%,天线口功率44.4dBm, 28W,天线功率提高4.6dB 设备节省电力30 无线覆盖提高12 语音质量提高6,长坪换型后集中分布式基站,现网应用实例7 广东基站节能改造,目录,分布式基站供电,现网应用实例,目录,42/42,分布式基站