TD-SCDMA——Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access (時分同步的碼分多址技術)。TD-SCDMA作為中國提出的第三代移動通信標準(簡稱3G),自1998年正式向ITU(國際電聯)提交以來,已經歷經十年多的時間,完成了標準的專家組評估、ITU認可并發布、與3GPP(第三代伙伴項目)體系的融合、新技術特性的引入等一系列的國際標準化工作,從而使TD-SCDMA標準成為第一個由中國提出的,以我國知識產權為主的、被國際上廣泛接受和認可的無線通信國際標準。這是我國電信史上重要的里程碑。(注:3G共有三個國際標準,另外兩個是美國主導的CDMA2000,和歐洲主導的WCDMA.)
根據目前公開的信息,在系統廠商中,華為已經率先把頻譜跨度為150MHz以上的“超寬帶”MCPA技術引入TDRRU的開發,并已推出商用寬帶RRU產品。另外,TI也有望在今年第三季度推出支持寬帶MCPA的數字中頻芯片(該芯片負責寬帶MCPA的核心算法)。由于TI是很多系統廠商的數字中頻芯片供應商,因此,如果一切順利的話,預計2011年其它幾家系統廠商也會陸續推出各自的寬帶RRU產品。
窄帶RRU問題多多
RRU(Radio Remote Unit)技術特點是將基站分成近端機即無線基帶控制(Radio Server)和遠端機即射頻拉遠(RRU)兩部分,二者之間通過光纖連接,其接口是基于開放式CPRI或IR接口,可以穩定地與主流廠商的設備進行連接。RS可以安裝在合適的機房位置,RRU安裝在天線端,這樣,將以前的基站模塊的一部分分離出來,通過將RS與RRU分離,可以將煩瑣的維護工作簡化到RS端,一個RS可以連接幾個RRU,既節省空間,又降低設置成本,提高組網效率。同時,連接二者之間的接口采用光纖,損耗少。3G網絡大量使用分布式基站架構,RRU(射頻拉遠模塊)和BBU(基帶處理單元)之間需要用光纖連接。一個BBU可以支持多個RRU。采用BBU+RRU多通道方案,可以很好地解決大型場館的室內覆蓋。
由于此前在技術上只能實現跨度為20MHz~30MHz的“窄帶”功放能力,因此要實現大頻譜帶寬的信號放大,只能采用“拼湊”的方式—把基于兩個不同頻段的功放器件拼成一個雙頻段RRU以完成招標要求,但此種解決方案會產生多方面的問題。
首先,由于TD頻段使用的不確定因素較大,若后續頻段使用稍微有調整,網上部署的窄帶雙拼RRU就無能為力,需要重新部署新的RRU。運營商建網成本將因此急劇增加,部署時間變長。
其次,為了滿足中國移動對多種產品形態的需求,RRU形態需要多達十幾款,致使一些主流廠商也難以實現全部型號RRU供應。而且在每一期網絡建設中都有多種新型RRU出現,變相縮短了RRU產品的生命周期,這無疑給運營商的網絡部署以及后期的維護出了一道巨大的難題。
再次,功放環節的拼湊捆綁未能從根本上實現RRU的高度集成化,由此帶來的問題就是TD射頻部分體積和重量過大,除了不好的觀感之外,這對抱桿以及站址資源都帶來了更高的要求,建站成本也由此水漲船高。
寬帶功放成焦點之戰
無線市場看基站,基站看射頻單元,射頻單元看功放——這是功放在無線通信領域重要地位的真實寫照。可資對比的是:中國移動在TD前三期招標包括現在的四期招標中,RNC環節基本沒有變化;BBU的硬件形態也沒有變化,只是基帶單板的處理能力持續提升;而射頻單元內的功放產品形態則一直在快速演化。
射頻寬帶化是無線通信技術的重要發展方向之一,而寬帶MCPA(多載波功放)是射頻寬帶化的關鍵技術,它對功放設計、算法等都有著極高的要求。
今年四月,華為宣布推出基于寬帶MCPA技術的TD寬帶RRU,實現了跨度超過150MHz的線性功放,其亮點之一就是“可以把不同頻段組合的設備形態由原來的13款減少到3款”,并且可以適應后續頻段使用組合可能的變化,做到以不變應萬變。另外,根據華為方面發布的信息,同等規格下相比于窄帶雙拼RRU解決方案,華為寬帶RRU“器件數目可以減少40%,故障率下降60%以上,功耗降低20%以上,體積重量減少30%以上”。
與華為的自主研發不同,其它幾家系統廠商在功放器件上一般采用外購方式。TI、英飛凌、飛思卡爾以及原NXP等廠商都是射頻模塊主流器件供應商。目前,TI公司型號為5330的芯片就是基于“寬帶”理念的功放產品。有業內人士透露,此前該芯片并未植入“F+A”超寬帶功能,但受市場需求驅動,TI改變了該款芯片架構,不過也導致產品供貨延期。據了解,該芯片樣片已經開發完畢,今年第三季度將對其“超寬帶”支持能力進行驗證。
實現真正的平滑演進
實現多制式網絡的融合共存與平滑演進一直是系統設備廠商極力向業界傳遞的概念,也是運營商的終極訴求。其解決方案基本是就統一設備(NodeB和RNC)、統一站點部署、統一運維三個層面來實現無線接入網的統一化。而寬帶MCPA技術的出現,則為無線通信網絡平滑演進的宏觀圖景填補了一塊空白,從某種意義上看,它是“統一設備”的封頂之作。
以中國移動為例,未來TD將向TD-LTE演進,屆時2G、3G、LTE將三網并存,而TD網絡占用的頻譜帶寬加上TD-LTE占用的頻譜帶寬,對于射頻產品開發而言將是一個驚人的數字。此時如果使用拼湊式方案部署網絡,那么基于窄帶功放的RRU將很難完成對高帶寬頻譜的一體化承載,只能另行增加RRU,這就意味著TD-LTE在射頻環節依然要“獨立組網”,很顯然這不是一種“平滑”的演進方式。有第三方統計表明,在無線網絡建設中,交付RRU、工程施工、網絡維護和優化等費用甚至比設備本身的成本還要高,未來這個趨勢將更為明顯。在這里,寬帶RRU無疑將表現出其在網絡平滑演進中的根本優勢。
就寬帶RRU而言,所謂的平滑演進還有著更深層次的含義—它可以實現不同頻段的射頻輸出功率和載波等系統資源完全共享,即如果LTE負載量小,則可以把相應的功率資源讓出來給TD使用,反之亦然。據了解,華為的寬帶RRU可以實現載波資源和功率資源在F、A兩個頻段完全共享。
基于寬帶MCPA技術的寬帶RRU的出現,無疑將推動TD產業鏈更趨成熟,更加符合TD現網運營及長期演進的現實需求,而圍繞著TD的競逐也將由此攀升至一個新的高度。
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