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基站的發(fā)展和演進(jìn)概述
移動(dòng)通信經(jīng)歷了從模擬向數(shù)字、從窄帶向?qū)拵Оl(fā)展?；咀鳛橐苿?dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的最為關(guān)鍵的設(shè)備，其發(fā)展與移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。GSM系統(tǒng)從1991年在歐洲開通第一個(gè)商用系統(tǒng)以來(lái)，歷經(jīng)十五年的發(fā)展，從最開始沒有QoS的要求到目前全球網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)超過(guò)15億用戶。移動(dòng)通信市場(chǎng)發(fā)展促使基站技術(shù)不斷發(fā)展，每隔幾年就有更高性能的新一代GSM基站推出。如下圖所示，基站發(fā)展和演進(jìn)情況。從GSM基站技術(shù)的發(fā)展歷程可見，每隔4～5年就會(huì)出現(xiàn)基站的升級(jí)換代。
UMTS網(wǎng)絡(luò)從2001年在日本開通第一個(gè)商用網(wǎng)絡(luò)，發(fā)展到2005年底，全球商用網(wǎng)絡(luò)數(shù)超過(guò)100多個(gè)，總用戶數(shù)超過(guò)4000萬(wàn)用戶，WCDMA已經(jīng)進(jìn)入其發(fā)展快車道。業(yè)界第一代WCDMA基站主要于1999年-2002年期間推出，每一款基站的出現(xiàn)都是由于市場(chǎng)需求的改變、技術(shù)的進(jìn)步作用的。從WCDMA發(fā)展的市場(chǎng)需求以及技術(shù)的發(fā)展看，新一代WCDMA基站技術(shù)時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。
WCDMA市場(chǎng)要求新一代基站來(lái)臨
第三代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越來(lái)越大、網(wǎng)絡(luò)的可靠性要求越來(lái)越高、網(wǎng)絡(luò)部署的困難越來(lái)越大。市場(chǎng)發(fā)展特點(diǎn)要求WCDMA基站特性具有高性能、低成本、靈活部署、面向未來(lái)。WCDMA新一代基站采用模塊化設(shè)計(jì)，集成度高、功能強(qiáng)大、功耗低、運(yùn)維成本低，符合市場(chǎng)對(duì)3G基站的要求。
高性能
3G意味著全新的移動(dòng)通信技術(shù)，因此運(yùn)營(yíng)商對(duì)基站性能無(wú)疑有了更高的要求。移動(dòng)基站數(shù)量巨大，分布廣泛，應(yīng)用條件千差萬(wàn)別，基站性能的好壞也就極大地影響網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量。因此，如何提高基站性能，保證網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，是當(dāng)前主要無(wú)線通信設(shè)備廠家面臨的關(guān)鍵問題之一，也是運(yùn)營(yíng)商選擇基站型號(hào)首先考慮的因素。新一代基站集成度高、可靠性高，支持全性能的HSDPA，滿足市場(chǎng)的高性能要求。
低成本
3G時(shí)代激烈競(jìng)爭(zhēng)的運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)促使運(yùn)營(yíng)商在提高服務(wù)水平的同時(shí)，也致力于千方百計(jì)降低網(wǎng)絡(luò)部署和運(yùn)營(yíng)成本，加之設(shè)備商的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)同樣激烈，3G基站的成本壓力正在前所未有地加大?；驹O(shè)備成本占移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成本超過(guò)80%。所以業(yè)界無(wú)論是設(shè)備商還是運(yùn)營(yíng)商都非常關(guān)注如何能在3G基站上更省錢。新一代基站技術(shù)采用全新的ASIC設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)處理簡(jiǎn)單、集成度更高，由此可大幅降低基站設(shè)備的部署成本；同時(shí)新一代基站采用高效率的功放技術(shù)，耗電少，降低了運(yùn)維成本。
靈活部署
根據(jù)以往部署移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)所遇到的問題，可以預(yù)見3G網(wǎng)絡(luò)的部署可能面臨的挑戰(zhàn)。城區(qū)站址資源已被耗盡，傳統(tǒng)基站部署存在不可克服的困難。同時(shí)，人們對(duì)環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)，也加大了今后3G站址建設(shè)位置的選擇難度。新一代基站擁有靈活的分布式基站形態(tài)，是解決運(yùn)營(yíng)商站址困難、實(shí)現(xiàn)靈活部署的有效解決手段。
面向未來(lái)
3G移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的快速演進(jìn)超出了原有通信領(lǐng)域的發(fā)展速度，而這種高速的演進(jìn)帶來(lái)了無(wú)線基站的升級(jí)成為運(yùn)營(yíng)商最為頭疼的問題。以開放的、模塊化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為核心的基站技術(shù)被普遍認(rèn)為是3G基站發(fā)展趨勢(shì)。新一代基站具有開放的、模塊化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，功能實(shí)現(xiàn)靈活、系統(tǒng)改進(jìn)與升級(jí)方便、多載波收發(fā)信機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件平滑擴(kuò)容，符合運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)面向未來(lái)的要求。
技術(shù)發(fā)展造就新一代基站來(lái)臨
新一代基站的出現(xiàn)，離不開3GPP標(biāo)準(zhǔn)的成熟，移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展為新一代基站出現(xiàn)創(chuàng)造了條件。同時(shí)基站關(guān)鍵技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展驅(qū)使基站發(fā)展得更小、更省電、成本更低、可靠性更高。
標(biāo)準(zhǔn)制定為新一代基站創(chuàng)造了條件
WCDMA標(biāo)準(zhǔn)有R99、R4、R5、R6等幾個(gè)版本，與基站相關(guān)的無(wú)線部分R99/R4標(biāo)準(zhǔn)在2000年才凍結(jié)，業(yè)界不同設(shè)備廠家于1999年-2002年期間推出了各自的WCDMA第一代基站，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都是基于3GPP R99/R4。而支持高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)HSDPA功能主要集中在R5版本，其功能凍結(jié)時(shí)間是2002年，所以第一代基站支持HSDPA的能力是有限的。按照一般的開發(fā)流程，在標(biāo)準(zhǔn)基本功能凍結(jié)后，開始進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)和基站架構(gòu)設(shè)計(jì)，所以從3GPP組織制定的WCDMA標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)程符合新一代基站時(shí)代的來(lái)臨。
同時(shí)在基站結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程方面，在2003年6月由華為、愛立信、NEC、西門子和北電發(fā)起成立了一個(gè)CPRI(通用公共無(wú)線接口)標(biāo)準(zhǔn)化組織，致力于基帶、射頻接口的標(biāo)準(zhǔn)化，為新一代基站架構(gòu)體系的形成鋪平了道路。
關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展驅(qū)使新一代基站出現(xiàn)
基站關(guān)鍵技術(shù)突破包括高效率的功放技術(shù)、高集成度的多載波射頻技術(shù)和高集成度的ASIC基帶處理技術(shù)。
基站功率放大器線性化程度更高，從而降低功耗，減少成本并提高可靠性。數(shù)字預(yù)失真處理技術(shù)(DPD)成功用于WCDMA基站，使得功放效率從傳統(tǒng)基站功放效率9%提高到19%。更高效率的功放技術(shù)Doherty在WCDMA基站應(yīng)用方面已經(jīng)獲得突破，Doherty功率放大器采用載波放大器和峰值放大器分別對(duì)寬帶信號(hào)的載波部分和峰值部分放大，成功的把WCDMA基站功放效率推到了一個(gè)新高，達(dá)到27.6%。功放技術(shù)線性化提高后，功放穩(wěn)定性獲得增強(qiáng)，并且支持更寬的信號(hào)頻帶，配合高集成度的射頻器件，為基站收發(fā)信機(jī)實(shí)現(xiàn)多載波技術(shù)創(chuàng)造條件，使得基站功能模塊變得更小。
在基站設(shè)計(jì)中，高性能的ASIC(專用集成電路)設(shè)計(jì)，使得新一代基站采用全新的ASIC代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“DSP＋FPGA”設(shè)計(jì)。大大增強(qiáng)了基帶的處理能力強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)更多用戶數(shù)和更大流量的HSDPA能力。
可見，關(guān)鍵技術(shù)的成功應(yīng)用保障了體積更小、耗電更省、成本更低、可靠性更高的新一代基站出現(xiàn)。
新一代基站的基本特征
新一代基站所具有的特征主要是由市場(chǎng)需求和技術(shù)進(jìn)步確定的。為了滿足運(yùn)營(yíng)商要求高性能、低成本、靈活部署、面向未來(lái)的組網(wǎng)要求，新一代基站應(yīng)運(yùn)而生。
集成的數(shù)字功放
隨著技術(shù)的發(fā)展，高效數(shù)字集成線性功放技術(shù)逐漸成熟，原有的獨(dú)立模擬功放技術(shù)正在逐步走向滅亡。新一代基站功放技術(shù)采用高效的DPD功放技術(shù)和Doherty功放技術(shù)。DPD技術(shù)和Doherty技術(shù)數(shù)字功放和寬帶收發(fā)信機(jī)結(jié)構(gòu)相互結(jié)合，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，這是新一代基站最重要的特征。
采用DPD功放技術(shù)后，功放效率從9%提高到19%，采用Doherty功放技術(shù)后，功放效率達(dá)到27.6%。研究表明，考慮一個(gè)5000個(gè)基站的本地網(wǎng)，計(jì)算一年所需要的電費(fèi)，采用新一代基站將會(huì)比傳統(tǒng)基站為運(yùn)營(yíng)商節(jié)省1470萬(wàn)元RMB(3×1配置，電費(fèi)按照0.7元/度計(jì)算)。新的功放技術(shù)帶來(lái)的不僅是電費(fèi)的節(jié)省，還使更高的集成度、更大的容量和更好的穩(wěn)定性。
多載波收發(fā)信機(jī)
新一代基站收發(fā)信機(jī)采用高集成度的射頻器件，支持更寬的信號(hào)頻帶，實(shí)現(xiàn)多載波技術(shù)。新一代基站射頻模塊由于功耗的降低，生產(chǎn)工藝的簡(jiǎn)化，功放效率的提高，在節(jié)省電能的同時(shí)，也降低了對(duì)基礎(chǔ)電源和整機(jī)散熱的要求，增加了設(shè)備的穩(wěn)定性，可以有效降低運(yùn)營(yíng)商在運(yùn)維方面的投入，提高經(jīng)濟(jì)效益。
3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)不僅需要在啟動(dòng)初期進(jìn)行良好的覆蓋規(guī)劃，而且需要考慮到運(yùn)營(yíng)過(guò)程中長(zhǎng)期的容量規(guī)劃，新一代基站具有的多載波寬帶收發(fā)信機(jī)技術(shù)很好的滿足了運(yùn)營(yíng)商的這方面需求，一個(gè)TRX可以支持多個(gè)載波，不僅降低了設(shè)備成本，而且未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)更為簡(jiǎn)便。
全性能HSDPA
全球3G市場(chǎng)度過(guò)了較長(zhǎng)的低迷期后，開始進(jìn)入快速發(fā)展階段，用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的要求越來(lái)越高，無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率已經(jīng)成為運(yùn)營(yíng)商關(guān)注的重點(diǎn)。HSDPA融合了移動(dòng)通信與寬帶接入的優(yōu)勢(shì)，將大幅度提高移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)承載能力。如何提供全性能的HSDPA技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)開始階段就支持更多的數(shù)據(jù)用戶接入，以及15個(gè)碼字的全速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，已經(jīng)成為當(dāng)前建網(wǎng)的新趨勢(shì)。新一代基站支持全性能的HSDPA能力，采用ASIC芯片組，一步到位支持最大15 HS-PDSCH碼/CELL，支持全部12種速率UE，從而更好的保護(hù)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)投資。所以支持全性能的HSDPA也是新一代基站的重要特征之一。
開放的CPRI接口
為了解決3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中站址困難，實(shí)現(xiàn)靈活部署、低成本建網(wǎng)要求，新一代基站支持開放的公共無(wú)線接口(CPRI)。新一代基站可以把宏基站的部分載波通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的CPRI接口拉遠(yuǎn)實(shí)現(xiàn)分布式組網(wǎng)。同時(shí)新一代基站出現(xiàn)了一種嶄新的基站形態(tài)——分布式基站，基帶處理部分(BBU)和射頻收發(fā)信機(jī)部分(RRU)設(shè)計(jì)成單獨(dú)的模塊，分布式基站不僅帶來(lái)了快速便捷的網(wǎng)絡(luò)部屬，而且有利于大幅降低運(yùn)營(yíng)商建網(wǎng)的成本，使運(yùn)營(yíng)商的CAPEX和OPEX大為降低，逐步成為了運(yùn)營(yíng)商關(guān)注的焦點(diǎn)。
新一代WCDMA基站時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨
新一代基站的現(xiàn)狀
從GSM和WCDMA的發(fā)展歷程來(lái)看，基站的演變?cè)?～5年內(nèi)將會(huì)有一次比較大的更新。所以WCDMA基站從2000年左右開始第一代的商用基站推出以后，在2005年和2006年應(yīng)該是新一代基站走向市場(chǎng)的時(shí)代。第一代UMTS基站已經(jīng)逐漸不能滿足運(yùn)營(yíng)商對(duì)建設(shè)高性能，低成本的網(wǎng)絡(luò)需求，因此，有必要推出新一代的UMTS基站來(lái)滿足客戶的需求，在提高運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的同時(shí)，有效降低運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)成本。
進(jìn)入2005年后，WCDMA技術(shù)已經(jīng)邁入了一個(gè)新的發(fā)展階段，為了滿足運(yùn)營(yíng)商對(duì)高性能、低成本、靈活部署、面向未來(lái)建網(wǎng)的需求，業(yè)界各大UMTS基站設(shè)備制造商正逐步推出新一代基站設(shè)備。
華為新一代基站引領(lǐng)基站技術(shù)發(fā)展方向
華為公司充分利用在射頻領(lǐng)域積累多年的豐富經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)新性地將寬帶收發(fā)信機(jī)和數(shù)字功放集成在一個(gè)模塊，率先采用DPD技術(shù)和Doherty技術(shù)，推出了以此為射頻模塊基本架構(gòu)的新一代基站。華為新一代基站代表了移動(dòng)通信基站技術(shù)向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化發(fā)展趨勢(shì)，引領(lǐng)WCDMA基站技術(shù)的發(fā)展方向。
華為新一代基站采用寬帶收發(fā)信機(jī)和多載波功放，方便了網(wǎng)絡(luò)的平滑擴(kuò)容，降低了設(shè)備成本；支持全性能和更高速率的HSDPA技術(shù)，充分滿足運(yùn)營(yíng)商開展高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求。新一代基站HSDPA功能采用自主研發(fā)的ASIC芯片，支持下行速率單小區(qū)最大14.4Mbps；華為新一代分布式基站具有更高的集成度(BBU只有1U 19英寸)和穩(wěn)定性，使得網(wǎng)絡(luò)部署更加快速高效，大大節(jié)省運(yùn)營(yíng)商的設(shè)備成本和運(yùn)營(yíng)成本；華為新一代基站支持IP和E1的分路傳輸功能，在更好地滿足高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的同時(shí)，有效降低了傳輸成本。
工商網(wǎng)監(jiān)
評(píng)論