射頻拉遠裝置及基站系統的設計及應用研究

陳春海，張 凱

京信通信技術（廣州）有限公司，廣東廣州 510530

射頻拉遠裝置及基站系統的設計及應用研究

陳春海，張 凱

京信通信技術（廣州）有限公司，廣東廣州 510530

移動通信網絡要取得進一步的發展和進步，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的研究。本文對射頻拉遠裝置及基站系統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的組成模塊及其作用，最后對該系統的應用和信息處理流程做出說明。

射頻拉遠裝置；基站；設計及應用

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絡中被廣泛地使用，這種方式能適應當代社會發展的需求，其具備著很多的優勢，但是在應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的設計以及應用進行更深入的研究可以促進RRU裝置的優化，從而促進移動通信網絡的優化和發展，具有很重要的意義。

1 簡單介紹射頻拉遠裝置及基站系統的研究背景

當代社會是現代化的社會，科學技術在不斷地發展，人們的生活要求也越來越高，與此同時移動通信業也不斷地發展，在發展的過程中面臨著很多的機遇也面臨著很多的挑戰。在現在的移動通信網絡中面臨著一些問題，例如移動網絡的投入成本還很高、組網不方便、移動通信網絡選址較為困難等，為了解決這些問題，當前的通信網絡一般都會采用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結構傳送下行信號的時候，RRU與BBU之間通過光纖進行連接，并互相傳送基帶數字信號，這樣基站就可以對用戶信號的發射進行控制。在BBU+RRU結構中，對誤差的范圍有一定的要求，特別是各信號傳輸的業務通道的幅度和相位一定要在系統允許的誤差范圍之內。而各信號傳輸的業務通道的幅度和相位會受到很多因素的影響，因此要保證系統誤差還在允許的誤差范圍之內就要采用適當的方法進行校準，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中的一系列問題，應該進行射頻拉遠裝置及基站系統的研究工作，這樣就可以設計出更優的RRU裝置。更好的方案和設計可以使整個系統的體積縮減，而大家都知道體積更小的裝置和系統更利于其本身的操作和運用，并且更好的設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構及各部分功能

射頻拉遠裝置由很多個不同的模塊構成，這些模塊有：功放低噪放陣列模塊、濾波陣列模塊、光電轉換模塊、 數字中頻處理模塊以及射頻收發處理模塊，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揮著不同的作用，各個模塊之間根據特定的規則進行連接，在信號的處理過程中發揮著特定的作用，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射雜散。光電轉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換，對于上行方向上來說是將數字中頻傳送過來的數字信號轉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換為數字信號，并將轉換后的數字信號傳送給數字中頻處理模塊進行處理，完成光信號的轉換工作。

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

射頻收發處理模塊主要包括分別位于各業務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裝置。射頻收發處理模塊中的開關裝置發揮著重要的作用，它可以根據數字中頻處理模塊中相應的控制信號決定與不同模塊之間的連接狀態，包括低噪放陣列模塊、功分合路器等。

3 關于射頻拉遠裝置及基站系統的應用介紹

3.1 介紹下行方向上的業務處理

在下行方向上首先由光電轉換模塊接收BBU經由光纖傳輸過來的光信號，將該光信號轉換為數字信號，并將轉換后的數字信號傳送給數字中頻處理模塊； 將數據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處理模塊進行處理，執行相應的變頻放大工作，處理過的信號進入功放低噪放陣列模塊的業務通道對信號進行功率放大操作。最后將信號發送給濾波陣列模塊，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務處理

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

3.3 介紹下行校準的流程

在下行校準之中數字中頻處理模塊向下向各業務通道發送包含了下行校準信號的數字信號，并經過數模轉換等操作后轉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，變為射頻信號。這個時候各業務通道的開關切換到下行方向上，此時射頻信號就會通過各自的開關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的校準通道。與此同時，功分合路器所接收到的射頻信號經過放大器和下變頻混頻器處理后產生模擬中頻信號或者模擬基帶信號，饋入到數字中頻處理模塊中對應的業務通道。模擬中頻信號或者模擬基帶信號經過相應的處理之后變成數字中頻信號，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別，故在此只做簡單的說明。行校準通過數字中頻處理模塊業務通道發送包含了上行校準信號的數字信號，經過相應的處理變為模擬中頻信號或者模擬基帶信號，后又轉換為包含上行校準信號的射頻信號發送到基站天線端。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 結論

我們應該對移動通信網絡有一個更加深入的了解，研究射頻拉遠裝置及基站系統對解決移動通信網絡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。因此大家也應該加深對射頻拉遠裝置及基站系統的理解和研究，以求能夠促進射頻拉遠裝置及基站系統的完善，從而推進移動通信網絡的進步和發展。

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

[2]鄭冕.GSM基站射頻拉遠系統中CPRI接口的研究和設計[D].浙江工業大學，2010.

TP3

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1674-6708（2015）142-0132-02