射频拉远装置及基站系统的设计及应用研究

陈春海，张 凯

京信通信技术（广州）有限公司，广东广州 510530

射频拉远装置及基站系统的设计及应用研究

陈春海，张 凯

京信通信技术（广州）有限公司，广东广州 510530

移动通信网络要取得进一步的发展和进步，其中很重要的一部分就是加强对射频拉远装置及基站系统的研究。本文对射频拉远装置及基站系统的研究背景进行简单的介绍，并说明射频拉远装置及基站系统的组成模块及其作用，最后对该系统的应用和信息处理流程做出说明。

射频拉远装置；基站；设计及应用

BBU(基带单元)+RRU(射频拉远单元)的多通道覆盖方式在当今的移动通信网络中被广泛地使用，这种方式能适应当代社会发展的需求，其具备着很多的优势，但是在应用的过程中也存在着一定的问题。对射频拉远装置及基站系统的设计以及应用进行更深入的研究可以促进RRU装置的优化，从而促进移动通信网络的优化和发展，具有很重要的意义。

1 简单介绍射频拉远装置及基站系统的研究背景

当代社会是现代化的社会，科学技术在不断地发展，人们的生活要求也越来越高，与此同时移动通信业也不断地发展，在发展的过程中面临着很多的机遇也面临着很多的挑战。在现在的移动通信网络中面临着一些问题，例如移动网络的投入成本还很高、组网不方便、移动通信网络选址较为困难等，为了解决这些问题，当前的通信网络一般都会采用BBU(基带单 元)+RRU(射频拉远单元)的多通道覆盖方式。目前来说，RRU与BBU之间是通过光纤进行连接的，它们之间的分布方式是一对一或者是一对多。BBU+RRU结构传送下行信号的时候，RRU与BBU之间通过光纤进行连接，并互相传送基带数字信号，这样基站就可以对用户信号的发射进行控制。在BBU+RRU结构中，对误差的范围有一定的要求，特别是各信号传输的业务通道的幅度和相位一定要在系统允许的误差范围之内。而各信号传输的业务通道的幅度和相位会受到很多因素的影响，因此要保证系统误差还在允许的误差范围之内就要采用适当的方法进行校准，对于目前来说一般都是使用一个相对独立的校准通道开展校准工作。面对目前通行移动系统中的一系列问题，应该进行射频拉远装置及基站系统的研究工作，这样就可以设计出更优的RRU装置。更好的方案和设计可以使整个系统的体积缩减，而大家都知道体积更小的装置和系统更利于其本身的操作和运用，并且更好的设计还能够促进整个硬件成本的大幅度的降低，这对于运营商和用户都有很大的好处。

2 介绍射频拉远装置的结构及各部分功能

射频拉远装置由很多个不同的模块构成，这些模块有：功放低噪放阵列模块、滤波阵列模块、光电转换模块、 数字中频处理模块以及射频收发处理模块，还有射频拉远装置功分合路器。不同的模块在射频拉远装置中发挥着不同的作用，各个模块之间根据特定的规则进行连接，在信号的处理过程中发挥着特定的作用，各个模块都不可或缺。功放低噪放阵列模块的作用主要是对上行的信号进行低噪声放大，而对下行信号进行功率放大的操作，不同的模块的作用不同，而功放低噪放阵列模块也在射频拉远装置的工作中发挥着非常重要的作用。

滤波阵列模块的作用主要是对信号进行滤波处理，滤波操作的作用是防止上行信号的噪声干扰以及防止下行信号的发射杂散。光电转换模块的作用总的来说就是完成光信号与电信号之间的转换，对于上行方向上来说是将数字中频传送过来的数字信号转化为光信号通过光纤等方式传送给与该射频拉远装置相连接的上端BBU。与上行方向不同的是下行方向是将光纤传输过来的光信号转换为数字信号，并将转换后的数字信号传送给数字中频处理模块进行处理，完成光信号的转换工作。

数字中频处理模块对信号处理表现为对信号进行变频、数模转换等一系列的操作，数字中频处理模块对射频收发处理模块接收的信号执行模数转换、数字下变频等处理。而对电转换模块所发送的信号进行数字上变频、数模转换等操作和处理，在射频拉远装置的工作中发挥着重要的作用，是必不可少的一个部分。

射频收发处理模块主要包括分别位于各业务通道的下行链路上的射频上变频与放大器、位于上行链路上射频下变频与放大器、以及同时与这两个放大器相连接的开关装置。射频收发处理模块中的开关装置发挥着重要的作用，它可以根据数字中频处理模块中相应的控制信号决定与不同模块之间的连接状态，包括低噪放阵列模块、功分合路器等。

3 关于射频拉远装置及基站系统的应用介绍

3.1 介绍下行方向上的业务处理

在下行方向上首先由光电转换模块接收BBU经由光纤传输过来的光信号，将该光信号转换为数字信号，并将转换后的数字信号传送给数字中频处理模块； 将数据处理为基带模拟信号或者中频模拟信号。之后信号进入射频收发处理模块进行处理，执行相应的变频放大工作，处理过的信号进入功放低噪放阵列模块的业务通道对信号进行功率放大操作。最后将信号发送给滤波阵列模块，由滤波阵列模块进行滤波操作后，就可以将信号发送给天线，完成下行方向上的处理。

3.2 介绍上行方向上的业务处理

在上行方向上则是由功放低噪放阵列模块中的业务信道接收滤波阵列模块的业务通道中的信号，对其进行低噪声放大操作后得到射频信号，并向射频收发处理模块中的业务通道发送。信号在这个模块中进行放大及下变频操作后进入数字中频处理模块的业务通道，并转换为数字信号，传送给光电转换模块进行处理，将数字信号转换为光信号之后就可以通过光纤传送给BBU完成上行业务的处理。

3.3 介绍下行校准的流程

在下行校准之中数字中频处理模块向下向各业务通道发送包含了下行校准信号的数字信号，并经过数模转换等操作后转换为模拟中频信号或者模拟基带信号，处理过得信号进行上变频放大操作，变为射频信号。这个时候各业务通道的开关切换到下行方向上，此时射频信号就会通过各自的开关进入到功放低噪放阵列模块中，在此模块中信号的功率会被放大，被放大的信号经过滤波器后送入天线之中。天线接收到信号之后，会将这些信号与预存的信号进行耦合，信号耦合之后就会通过功分合路器进入相应的校准通道。与此同时，功分合路器所接收到的射频信号经过放大器和下变频混频器处理后产生模拟中频信号或者模拟基带信号，馈入到数字中频处理模块中对应的业务通道。模拟中频信号或者模拟基带信号经过相应的处理之后变成数字中频信号，这样就完成了信息的采集和处理工作，当然了这个过程中还会计算出数字中频信号中所包含的校准信号的幅度和相位。

3.4 简单介绍上行校准的流程

上行校准的流程与下行校准相类似，步骤也没有太大的区别，故在此只做简单的说明。行校准通过数字中频处理模块业务通道发送包含了上行校准信号的数字信号，经过相应的处理变为模拟中频信号或者模拟基带信号，后又转换为包含上行校准信号的射频信号发送到基站天线端。天线端接收到的信号进入滤波阵列模块中进行耦合，之后进行滤波抗干扰、变频等一系列操作完成信息的采集和处理工作。

4 结论

我们应该对移动通信网络有一个更加深入的了解，研究射频拉远装置及基站系统对解决移动通信网络中的一些问题有很重要的作用，能够改善目前存在的很多问题。因此大家也应该加深对射频拉远装置及基站系统的理解和研究，以求能够促进射频拉远装置及基站系统的完善，从而推进移动通信网络的进步和发展。

[1]王勇.未来移动通信基站体系结构——定性理论、方法与实践[D].北京邮电大学，2010.

[2]郑冕.GSM基站射频拉远系统中CPRI接口的研究和设计[D].浙江工业大学，2010.

TP3

A

1674-6708（2015）142-0132-02