3GBBU_多个RRU话务容量计算及噪声分析_苏华鸿

码片速率 解调与解扩
CPRI 基带 接口总线
信道估计
网络接口
BTC RNC
电路交换
背
网络控制
E1、T1 帧中继或 IP 网
板
分组交换 网络控制
接 口
到
（G 比特以太网等）
主处理器 中央处理器 控制接口
时钟
电源
交直流电源
图 4 CPRI 接口所处位置图
天线
功率放大器 多载波 功放
低噪声 放大器
ADC
模拟射频 模拟射频 接收机 发射机
苏华鸿，费 强 本期关注
3G BBU+ 多个 RRU 话务容量计算及噪声分析 Monthly Focus
天线
低噪声 放大器
多载波 功放
ADC
模拟射频 接收机
模拟射频 发射机
基带处理 码元编码 码元解码
调制 与扩频
码元检测 和组合
ADC
DAC
数字 下变频
数字 上变频
数字滤波与 预失真与 天线分集 数字滤波
RP2 基带处理
码元编码 码元解码
调制 与扩频
码元检测 和组合
网络接口
BTC RNC
电路交换
背
网络控制
E1，T1 帧中继或 IP 网
板
分组交换 网络控制
接 口
到
（G 比特以太网等）
ADC
DAC
数字 下变频
数字 上变频
数字滤波与 天线分集
预失真与 数字滤波
TX/RX
RP3
基带接口 总线
码片速率 解调与解扩
苏华鸿，费 强 本期关注
3G BBU+ 多个 RRU 话务容量计算及噪声分析 Monthly Focus
3G BBU+多个 RRU 话务容量计算 及噪声分析
苏华鸿 1，费 强 2
（1. 京信通信系统（广州）有限公司，广东 广州 510663；2. 北京邮电大学，北京 100876）
摘要：重点论述 3G 1 个 BBU 带 1 个或多个 RRU 话务容量的计算，同时对引起上行噪声增加进行分析，提出了减
W/R （Eb/No）×Vo×（1+α）
（1）
式中：
W— ——WCDMA 基带宽，W=3.84×106 Hz
R— ——语音数据速率，R=12.2 kbit/s
Eb/No— ——该业务的归一化信噪比， 语音业务为 7
dB（线性为 5）
Vo— ——该业务的激活因子，语音业务取 0.4，数 据
业务取 1
α— ——邻小区干扰系数，取 0.3
（2）
式中：
K— ——波尔兹曼常数，K=1.38×10-23 J/K
T— ——绝对温度，T=290 K
B— ——接收信号带宽，WCDMA 为 3.84 MHz
Nu1— ——拉远系统上行接收机噪声系数（3~5 dB）
假设本例只有一个用户接入，其 RRU 上行引入噪
声为
I=KTB+Nu1+Nor1
式中：
信道估计
主处理器 中央处理器 控制接口
时钟
电源
交直流电源 RP4
RP1
图 5 OBSAI 接口的开放式基站架构图
Iub BBU A（C 或 O 接口）
覆盖区 用户 1
RRU1（KTB+Nu1）
图 6 1 个 BBU 带 1 个 RRU 组网示意图
Pui=KTB+Nun+Nor
（4）
假设图 7 只有 RRU1 接入用户，其余 3 个 RRU 不
从图 4 或图 5 可看出 C 或 O 接口都是基带信号 （WCDMA 基 带 宽 3.84 MHz，CDMA 基 带 宽 1.228 8 MHz）接口，并不是解扩后业务数字信号接口。
4 1 个 BBU+1 个 RRU 上行噪声分析
从图 6 可看出 RRU 上行接收机引入的底噪声为
Pu1=KTB+Nu1
技 术 ，2008（1 ）.
作者简介： 苏华鸿（1941-），广东人，教授级高工，北 京邮电大学兼职教授，京信通信系统总工 程师，主要从事移动通信网络优化工作； 费强，就读于北京邮电大学计算机学院计 算机科学与科学技术专业。
４
2009.3. DTP T
１ 邮电设计技术 2009.3.
本期关注 苏华鸿，费 强
Monthly Focus 3G BBU+ 多个 RRU 话务容量计算及噪声分析
信源
信道
CPRI
CPRI
CPRI
降峰
数字
数字
数模
高功率
Iub 编码
译码
成帧器
链路
解帧器
均比
预失真
上变频
变换
放大器
Uu
双工器
信源
信道
CPRI
CPRI
数字
数模
低噪声
译码
用小功率的 RRU， 三是适当减小每个 RRU 的上行放
大器增益。
6 BBU+RRU 与数字光纤直放站拉远的连接
上文分析当 1 个 BBU 带多个 RRU 时， 容量并不 增加，噪声有所增加。 建议用 1 个 BBU+1 个 RRU 用作 信号源，数字光纤直放站作为无线延伸覆盖，这样就能 灵活应对大大小小的无线覆盖区。 2 种数字拉远技术 的合理运用， 可以为运营商节约建网成本和节省建网 时间。 图 8 为 2 种拉远技术的连接示意图。
没有发生变化，即同式（3）。
5 1 个 BBU+ 多个 RRU 噪声增加的分析
将图 3 进一步细化为图 7，相当 1 个 BBU 带 4 个 RRU 远端，每个 RRU 远端上行均有射频放大器。
从图 7 可看出，每个 RRU 的上行都存在射频放大 单元引入的底噪声及其外部干扰噪声。
２
2009.3. DTP T
Nor1— ——其他外部干扰噪声
射频信号输入端的信噪比为
C=
C1
（3）
I KTB+Nu1+Nor1
噪声 I 经低噪声放大器放大后，进入 ADC 模数变
换，再经数字下变频成为基带信号，由于基带带宽没有
发生变化， 因此在 A 处输入的上行噪声带宽没有变
化，噪声干扰功率也就没有变化，同样信噪比 C1/I 比值
图 7 BBU 带 4 个 RRU 的示意图
（KTB+Nu3+Nor3）+（KTB+Nu4+Nor4）]-1=
C1
（5）
4（KTB+Nu1+Nor1）
比 较 式 （3） 和 式 （5） 可 以 看 出 ， 当 BBU 带 4 个
RRU 时，基带信号的信噪比变差 4 倍。 即噪声增加量=
10lgn（n 为 RRU 个数）。从以上分析可知基带信号噪声
Iub BBU
X RRU
DAU
DRU1 DRU2 DRU3
BBU+RRU 部分
DRU4
数字光纤直放站部分 DAU— — — 数 字 接 入 单 元 DRU— — — 数 字 射 频 单 元
图 8 数字拉远连接示意图
图 9 某远端开启噪声抑制测得上行噪声示意图
据了解，还有一种智能型数字光纤直放站，它具有 上行噪声抑制功能（见图 9），当某远端没有用户接入 时，其上行底噪声的引入小到可以忽略不计，这为数字 光纤直放站多远端接入提供了机会。
３ 邮电设计技术 2009.3.
本期关注 苏华鸿，费 强
Monthly Focus 3G BBU+ 多个Байду номын сангаасRRU 话务容量计算及噪声分析
覆盖区 1
BBU 120CH
RRU1（KTB+Nu1）
A RRU2（KTB+Nu2）
覆盖区 2 覆盖区 3
RRU3（KTB+Nu3）
覆盖区 4
RRU4（KTB+Nu4）
来源于多个 RRU 的上行射频放大器的底噪声和无线
覆盖区引入的其他外部干扰噪声。 据某基站设备提供
商所做 1 个 BBU+7 个 RRU 测试，噪声从-103 dBm 增
加到-95 dBm，说明噪声增加量也符合 10lgn 规律。 要
想提高 C1/I的信噪比，一是减少 RRU 的数 量 ，二 是 采
少噪声的方法。最后介绍 BBU+RRU 作为信号源可以与数字光纤直放站拉远系统相连。
关键词：BBU+RRU；容量计算；噪声分析
中图分类号：TN929.53
文献标识码：A
文章编号：1007-3043（2009）03-0001-04
3G BBU+More RRU Traffic Capacity Calculation and Noise Analysis
射频单元
电源单元 控制单元
射频拉远单元 （DRU1）
射频拉远单元 （DRU2）
图 2 数字光纤直放站射频拉远组网示意图
BBU 120CH
3G NodeB
C 接口 RRU1 RRU2 RRU3 RRU4
覆盖区 1 覆盖区 2 覆盖区 3 覆盖区 4
图 3 1 个 BBU+4 个 RRU 组网示意图
将上述相关数据代入式（1）得
收稿日期：2009- 02- 23
对单一的 BBU+RRU 的挑战（实际是补充），很快就出 现了 1 个 BBU 带多个相同导频的 RRU 技术， 其组网 方式如图 3 所示。 下面将对这项技术话务容量和噪声 增加进行分析。
1 1 个 BBU+1 个 RRU 极限信道容量计算
单载频极限信道数为
Np=
SU Hua-hong1，FEI Qiang2 （1. Comba Telecom Systems（Guangzhou) Ltd.，Guangzhou 510663，China；2. Beijing University of Posts and Telecommunications，Beijing 100876，China）
Np=
3.84×106/12.2×103 5×0.4×（1+0.3）
=120
2 1 个 BBU+4 个 RRU 的总容量
从图 3 可看出同 Pn 码 4 个 RRU 共用一个 BBU， 硬件配置是 120 个信道，这就决定了 4 个 RRU 的总容 量最多为 120 个信道。
3 BBU+RRU 的开放式基站架构图
0 前言
3G 新型网络覆盖理念的核心思想就是把传统宏 基站的基带处理和射频部分分离，分成基带处理和射 频拉远 2 个设备，在两者之间采用光纤连接，其结构如 图 1 所示。 在设备部署方面则是把核心网、无线网络 控制和基带设备集中于一个地点，在规划的站点上部 署射频拉远设备以实现无线覆盖。 该解决方案可远处 设站，无需任何机房，唯一需要的是光纤资源，既可满 足运营商对 3G 网络建网速度的要求，也可保证 3G 网 络建网和维护成本达至最低。 该方案原本的构思是出 自将宏基站的基带处理和射频部分分离，一个 BBU 仅 接一个 RRU，通过光纤实现拉远。 随着技术的发展，很 快就出现了数字光纤直放站多远端的射频拉远技术， 其组网方式如图 2 所示。 在工程实施上，这就构成了 — —— —— —— —— —— —— —— —— ——
译码
解帧器
成帧器
下变频
变换
放大器
BBU
RRU
图 1 基带处理单元和射频拉远单元基本功能示意图
Node B X
接入控制单元 （DAU）
数字中频 单元
数字处理 单元
数字传输 单元
电源单元 控制单元
光纤 数字传输 单元
数字处理 单元
数字中频 单元
射频单元
电源单元 控制单元
数字传输 单元
数字处理 单元
数字中频 单元
参考文献：
［1］ 苏华鸿，孙孺石，薛锋章，等. 蜂窝移动通信射频工程（第二版）［M］. 北 京 ，人 民 邮 电 出 版 社 ，2007.
［2］ 张远见，等. 数字光纤射频拉远技术［J］. 京信通信技术，2006（1）. ［3］ 陈雄颖. 高速铁路网络数字射频光 纤 拉 远 覆 盖 方 案 ［J］. 邮 电 设 计
Abstract：It discusses the calculation on traffic capacity of 1 BBU with 1 or more RRU， analyzes the reasons which causes up noise increase， gives methods on decreasing the noise. Finally it proposes that BBU+RRU can be connected with digital optical repeater remote system as signal source. Keywords：BBU+RRU； Capacity calculation； Noise analysis
接入用户，在 RRU1 上行射频信噪比为
C=
C1
I KTB+Nu1+Nor
经射放和 ADC 后，其基带信号的 C/I 同式（3）。 但是由
于其他 3 个射频远端没有关闭，经射频放大和 A/D 变
频及数字下变频后， 在 A 处进行四路基带信号合并，
因此其基带信号的信噪比为
C I
=C1[（KTB+Nu1+Nor1）+（KTB+Nu2+Nor2）+