华为RRU专题.docx
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华为RRU专题
四川移动RRU专题
1.概述
在现有的2G无线网络实际建设中，我们已出现一些难点，如城区选址困难、现有的2G机房内设备拥挤、区乡的大面积覆盖投资过于巨大等，在未来的3G商业网建设中，我们就不得不考虑到以上这些2G建设中已出现的问题。
由华为公司提出的分布式基站解决方案能够为运营商提供一流的低成本快速建网解决方案。
华为分布式基站由RRU（RadioRemoteUnit）和BBU（BaseBandUnit）组成。
RRU与BBU分别承担基站的射频处理部分和基带处理部分，各自独立安装，分开放置，通过电接口或光接口相连接，形成分布式基站形态。
RRU是室外型射频拉远模块（除与BBU对接外，还可作为宏基站的拉远模块）。
RRU可以直接安装于靠近天线位置的金属桅杆或墙面上，具有体积小、重量轻、安装简单方便的特点。
BBU是采用小型化设计的盒式设备，可安装于任何具有19英寸宽，1U高空间的标准机柜中，具有占地面积小、易于安装、功能全面、功耗低的特点，便于与现有站点共存，并且支持堆叠方式扩展容量。
RRU与BBU都基于3GPPR4/R5FDD协议开发，能够针对运营商的不同需求、不同网络环境提供WCDMA无线接入网络的解决方案，满足城市、郊区、农村、高速公路、铁路、热点地区等的无线覆盖的要求。
1.1.分布式基站结构
基带处理与RRU连接（下行）
华为分布式NodeB系统由BBU3806与RRU3801C以及天线与天馈系统组成。
华为提供多种分布式基站型号以满足不同容量的站点需求，具体型号如表1-1所示。
分布式基站产品型号
产品型号
容量
类型
特点
BBU3806
中容量
室内型基带处理单元
盒式设备、安装方便
BBU3806C
中容量
室外型基带处理单元
盒式设备、安装方便
RRU3801C
小容量
室外型射频拉远单元
城市、公路、铁路覆盖等
1.2.RRU产品介绍
RRU3801C为小容量室外型射频拉远单元，华为在设计中充分考虑了用户在业务、容量、传输、电源、安装、维护等方面的需求，采用一体化设计，集成度高，
RRU3801C的功能模块示意图。
TX/RX射频调制与解调制模块功能框图
1.2.1.覆盖能力
●单级RRU3801C的最大拉远距离为40km。
●支持20W和30W两种规格的高效率功放。
●通过双RRU3801C并联可以支持STTD（SpaceTimeTransmitDiversity）、TSTD（TimeSwitchedTransmitDiversity）开环发射分集，以及模式1和模式2闭环发射分集，有效提高下行覆盖和容量，下行性能可改善0.6dB～3dB。
●支持2天线接收分集和4天线接收分集（双RRU），增强上行解调性能，上行接收灵敏度提高2.5dB～3dB。
●单天线接收灵敏度优于-125dBm。
1.2.2.组网
RRU3801C支持星型、链型、环型和混合型等组网方式。
图2-2为RRU3801C与BBU间几种典型组网的示意图。
其中的星型组网采用了BBU主备形式，更加保障组网的可靠性。
&说明：
星型组网以同一站址多个扇区应用为主，一般用于BBU与RRU距离比较近的情况。
由多个RRU一起组成一个蜂窝站址，如三扇区站。
在上图的星型组网中，RRU分散在不同的蜂窝站址内，主要用作示意组网形态，实际应用相对较少。
此外，RRU3801C与BBU间还有一种非常典型的混合组网方式，在每个扇区内，RRU组成环网支持双RRU配置，而各扇区间采用星型连接，如下图所示。
BBU3806与RRU3801C间的典型混合组网
1.2.3.安装
●体积小、重量轻、厚度薄、对承重要求小，可安装于水泥杆、拉线塔或建筑物的墙体上，无需专用铁塔。
●支持多种安装方式：
金属桅杆安装、墙面安装、立架安装、2G设备侧安装。
可根据场地需要灵活选择。
●可直接应用于室外环境，无需机房、空调，可实现低成本快速建站。
并排安装时通过正面拉手实现插拔操作，单模块安装时提供双手操作支撑，减轻受力，降低操作难度。
1.2.4.环境适应
●采用全密闭一体化结构，防水和防尘设计符合IP65（InternationalProtection）标准。
防潮、防霉和防盐雾设计达到三防等级中的一级防护，全密闭和塑胶机柜能够防止太阳辐射，抵御恶劣环境。
●工作温度范围宽，在-33℃～+50℃（无太阳辐射时的环境温度）范围内可正常工作。
●电压适应范围宽。
采用交流电源输入时，可在150VAC～300VAC范围内正常工作；采用直流电源输入时，可在-37VDC～-60VDC范围内正常工作。
●内置传输防雷模块，保护严格。
●华为能提供RRU3801C所需的所有室外配套设备，包括一体化工作箱、一体化备电系统APM（AdvancedPowerModule）、室外型交流电源防雷箱、UPS（UninterruptiblePowerSupply），为RRU3801C提供配电、防雷、传输配线、传输设备安装和备电等全方位室外应用配套解决方案。
1.2.5.更软切换
更软切换比软切换和硬切换拥有更高的切换成功率。
华为公司的大量实验网测试结果表明，在同一应用环境条件下，更软切换成功率可达100%，软切换成功率为99%，频间硬切换成功率为98%。
更软切换的大范围采用，将明显提高全系统的切换质量，提高网络服务质量。
同一主基站可通过拉远多个RRU3801C构成多个物理站址，相邻站址间的同频小区共用BBU的基带处理资源，可实现更软切换，提高网络质量。
1.2.6.产品外观
RRU3801C外型（带外壳）如下图所示。
1.2.7.RRU3801C分布式基站支持的典型配置类型
配置类型
BBU3806数量
RRU3801C数量
发不分集
发分集
1×1
1
1
2
1×2
1
1
2
2×1
1
2
2
2×2
2
2
2
3×1
1
3
6
3×2
2
3
6
3×3
3
6
不支持
3×4
4
6
不支持
1.3.基站与RRU连接方式
同频同扰码方式（同扰码的组网方式作用相似于光纤直放站）
同频不同扰码方式（从RNC引出，组网方式相似于拉远的微蜂窝机基站）
多载频连接方式
1.4.分布式基站解决方案
以下介绍华为分布式基站几种典型的网络解决方案，以说明分布式基站在各类场合的灵活应用。
1.4.1.解决方案一
站点需求
在2G站点的基础上新增3G业务，站址已有2G室外型宏基站，需要3G基站不占用太多室外空间，且可与2G设备共用天馈设备。
解决方案
BBU置于2G室外站的传输设备舱内。
RRU可根据场地条件，安装于金属桅杆、立架上，或紧挨2G室外站安装。
该解决方案可以帮助运营商充分利用已有的GSM室外型宏基站，有利于站址获取和租金节省，有助于快速经济地部署网络。
同时，BBU支持标准电源输入及FractionalATM技术，可以共享GSM基站的备电和传输系统，还可以实现与2G设备共天馈，因此，采用该解决方案可以帮助运营商以很小的代价在原有的2G网络上开通3G服务。
图1-1为该分布式基站解决方案示意图。
分布式基站解决方案一
1.4.2.解决方案二
站点需求
新增3G室外站址，需要3G基站支持室外安装。
解决方案
选配华为一体化工作箱或一体化备电柜以容纳BBU，RRU可根据场地条件，安装于墙面、金属桅杆或立架上。
采用华为公司配套的一体化工作箱或一体化备电柜放置BBU，将传统型的室外站化整为零，有利于降低搬运成本，减少站址承重要求（在无需备电时），使站址获取相对容易。
分布式基站解决方案二
1.4.3.解决方案三
站点需求
新增3G室内站址，需要3G基站占用尽量少的室内空间，以节省场地租金。
解决方案
BBU和RRU都可根据运营商现有的机房条件选择安装场地。
BBU可选择安装于墙面上或置于任何具备19英寸剩余空间的机柜内，RRU可选择室内安装或室外安装。
一般情况下，通常将BBU置于机房（如中心机房、传输机房、接入网机房）内，将RRU安装于天线附近。
机房到站点往往具备丰富的光纤资源，基站与RRU通过光纤相连，它们之间的传输距离最远可达到40km，这样就可充分利用原有的光纤资源，减少机房和附属设备投资。
分布式基站解决方案三
1.5.分布式基站所能带来的好处
从以上的典型解决方案中可以看出，选用华为分布式基站可以为运营商带来很多好处，总结为如下几点。
1.5.1.解决站址选取困难的问题
分布式基站从BBU和RRU的物理形态和安装方式上，彻底打破传统基站形态，通过小型化设计和分散式安装，达到隐身的效果，无需考虑过多的承重问题，也无需额外的占地面积以适应越来越紧张的站址安装空间。
如果运营商原有基站站址，可以直接利用其室外宏基站内的剩余空间、室内宏基站机房的传输机柜或其它机架的剩余空间安装BBU。
如果无法靠近顶楼获得机房，可以将BBU置于可以获得的任何楼层机房，RRU拉远至天线处，降低缆损、节省电费和馈线成本。
同时在拉远距离小于300m情况下，可以由机房提供直流电源，易于实现备电。
1.5.2.解决低成本快速建网的问题
基站站址获取和工程施工是整个网络建设中周期最长的环节，且具有工作量大、复杂度高、成本高的特点。
由于分布式基站解决了站址获取和基建工程的问题，通过设备小型化分散安装，快速低成本建网问题迎刃而解。
1.5.3.满足降低运营成本的需求
BBU高集成度大容量盒式设计，体积小、重量轻，便于迁址搬运。
RRU可靠近天线安装，节省馈线成本和功率损耗，相比传统3G基站可降低1/3左右，使天线有效辐射功率接近功放输出功率，充分节约电力资源，有利于减少运营商的电费支出。
同时分散式安装的天然隐身性，也有利于运营商的场地租金节省。
1.5.4.满足充分利用原有设备投资的需求
分布式基站可充分利用运营商已经购买的设备（室外站设备、传输机架、电源系统）及获取的站址，RRU适应话务的不均衡分布，多个站点共享一个基带资源池可进一步盘活原有资产，使其发挥效益，减少未来投资。
1.5.5.解决传统宏基站安装复杂的问题
由于设备轻便，BBU可内置于已有的机柜或机架中，RRU可方便地安装于金属桅杆、立架或墙体上，解决了传统基站体积大、重量大、安装复杂的固有缺陷，同时降低了安装所需的人力成本。
1.5.6.提供简单的升级换代方案
通过多个BBU堆叠扩容的方式，解决了小基站/微基站在升级换代时必须整模块更换的复杂操作，简化了施工，降低了设备升级成本。
1.5.7.提供多模基站产品形态的解决方案
很多运营商都可能会选择多家设备供应商实现同一制式的无线网络体系，出于高投资回报率的考虑，在同一站址实现多模基站将是非常好的选择。
BBU体积小、易于安装在任何具备19英寸宽、1U高空间的机柜内的特点可以充分满足运营商的需求，实现新型的多模基站产品形态解决方案。
1.5.8.满足高可靠性的要求
多BBU堆叠扩容时，单个BBU内部各模块之间形成分布式处理，两个BBU间实现基于负荷分担的资源池处理。
另外，BBU的基带射频接口可与RRU实现环形组网。
分布式基站系统的各部分都具有保护机制，架构简洁，易于实现，备份成本低。
2.RRU应用实例
以下介绍华为RRU在工程建设中的实例，以说明分布式基站在各类场合的灵活应用
2.1.实例一：
四川移动祥福苑分布式RRU使用
祥福苑小区分为东西两栋，分别命名为东楼和西楼。
楼高22层，地下1层，1、2楼为裙楼，3-22楼为标准层，地下室为停车库，共有电梯4部。
这个场景代表了双子结构的钢筋混凝土商务楼型的建筑物
由于祥福苑机房较小，RRU体积小且安装方便，且预计早期3G用户数较少，从这两个角度考虑，使用RRU为该3G室内分布系统的信号源。
祥福苑原来已经有GSM室内分布系统，现对原有GSM系统进行改造后和WCDMA进行两网合一。
安装完毕后，对祥福苑进行了包括覆盖测试、切换测试和干扰测试、信号泄漏测试、有源设备增益测试等五个方面测试。
测试最终结果良好，在各项指标上可与华为宏站相当，但也发现存在如下一些产品上不足。
●最初开始测试时，RCN测试出祥福苑RTWP值较高（为99），华为工程人员对RRU单元进行了上行射频通道的增益校准后，RTWP值恢复为106，达到正常水平。
但RRU产品出现这种情况的原因？
以及是否会随机发生这种不稳定的现象？
华为工程师没有给出合理解释，设备现也还没有得到长期的时间检验。
●BBU+RRU的方式可提供的上行最大CE数为64，AMR业务每部UE占用CE数为1个，故进行AMR测试时最大接入UE数为64，VP业务每部UE占用CE数为4个，故进行VP业务测试时最大接入UE数为16，PS384业务每部UE占用CE数为16个，故进行PS384业务测试时最大接入UE数为4。
因此，RRU产品能提供的容量还不能充分利用码资源。
希望华为在以后RRU产品开发中能有效解决。
2.2.实例二：
四川移动中海名城分布式RRU使用
中海名城小区属于高档小区，预计将有一定数量的VIP用户。
业主对信号发射天线非常敏感，天线安装位置的获取比较困难，目前中海名城小区已有2副地面的分布天线被拆除。
机房位于21栋1单元楼顶电梯机房旁的机房内，空间很小，RRU体积小、安装简便，且外形美观，所以使用了RRU为该3G室内分布系统的信号源。
因室内分布系统厂家受业主阻挡，不能完全顺利进场安装，所以部分楼道仍未达到覆盖效果。
其余RTWP测试和容量测试、有源设备增益测试等达到良好测试效果
3.RRU与直放站的比较
直放站与RRU比较，主要区别在于：
1.RRU增加容量，而直放站不增加容量。
前者在远处增加了一个小区，而直放站则是在远处重复小区，小区数并没有增加。
2.RRU不降低系统的灵敏度，而直放站会降低系统的灵敏度。
系统的灵敏度直接导致宏蜂窝的覆盖和容量降低。
3.使用直放站后，会带来一系列的影响：
●1.对小区覆盖的影响：
直放站接收机本身存在热噪声，因此会给经直放站放大后的信号增加热噪声，从而会造成施主基站噪声电平的提高，降低施主基站接收机的灵敏度，同时也会导致施主小区的覆盖半径收缩。
在典型郊区环境下有13%的覆盖半径减小，所以在已有网络中增加直放站时，不能放置在施主小区原覆盖边缘，而需要考虑13%的余量，以保证直放站与施主基站间不会出现覆盖空洞。
在新建网络中存在直放站时，也需要考虑噪声系数变化对链路预算的影响。
●对于RRU：
从覆盖面积上来说，一个RRU就相当于宏基站的一个扇区，其链路预算方法与宏基站没有任何区别。
并且由于RRU是尽可能的靠近天线，所以对比宏基站来说，在相同的机顶口发射功率下，它减少了射频部分的馈缆损耗，从而充分利用射频输出功率，RRU具有优势。
●2.导频污染（射频直放站）：
直放站作为双向放大器，只能区分不同频率而不能区分不同码字。
如果施主天线附近存在多个与施主小区相同频率的信号，射频直放站无法区分，将多个小区的信号转发到待覆盖区域后造成导频污染，影响网络质量。
●对于RRU不存在这个问题。
●3.对功率控制的影响：
●在直放站覆盖区域，由于多径条件改变，以及直放站可能没有接收分集，会改变功控余量要求，影响功控性能。
●当直放站发射功率受限时，如果NodeB发射功率尚未达到最大值，且SIR低于SIRtarget，则UE要求NodeB增大发射功率，NodeB增大的发射功率不能导致UE的SIR提高（因直放站发射功率已经饱和）。
●对于RRU，由于RRU引入了传输时延，会造成Eb/N0恶化约0.1~0.2dB，对功控有影响，但可忽略不计。
●4.对准入控制算法的影响：
●当直放站下行功率受限时，如果NodeB发射功率未达到门限，会允许准入从而导致接入失败；
●直放站引入导致上行Eb/N0增加，如使用原Eb/N0作负载预测时预测的负载偏小，可能准入进不能准入的用户。
引入直放站抬高上行底噪，导致上行准入判决不正确。
●对于RRU，RRU对准入控制算法无影响。
●5.对拥塞控制算法的影响：
对直放站的发射功率饱和，拥塞控制算法无法作出响应。
对于RRU，RRU对拥塞控制算法无影响。
●6.对负载平衡算法的影响：
●对异频同覆盖的小区，当引入直放站后，如果直放站覆盖区域内为单载频配置。
RNC因负载平衡向直放站内用户发切换命令时，用户无法同步上异频小区，异频切换失败。
●对同频负载平衡算法，小区呼吸可能影响直放站的覆盖规划甚至导致射频直放站无法接收到施主小区的导频信号。
小区呼吸与直放站的影响为小区规划增大了难度。
●对于RRU，RRU对负载控制算法无影响。
●7.对潜在用户控制算法的影响：
●与异频负载平衡算法类似，直放站覆盖范围内的用户可能无法驻留到异频小区上。
●对于RRU，RRU对潜在用户控制算法无影响。
●8.直放站自激：
●对射频直放站，如果直放站增益大于施主天线和业务天线间的隔离度，信号会在施主天线->直放站->业务天线->施主天线间形成正反馈，产生自激。
对于RRU，不存在自激的问题。
4.总结
在本次四川3G试验网中RRU使用较少且时间较短，我们还未能充分认识到华为RRU产品效果及能力，从以上华为RRU的原理，设计思路可以看出，在未来的3G商用网中，RRU单元作为一个灵活的网络组网设备，在应急通信，话务分流，盲区补点等方面都具有快速方便的特点，且覆盖能力与宏站相当，因此在以后无线网络建设及优化调整中有很大的应用前景。
另外希望华为设计人员能再接再厉，开发出更成熟产品。
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