TD LTE射频拉远单元关键技术分析

2015-07-07 16:47:03 来源:EETOP
中移动的LTE网络建设速度很快,宏站覆盖规模已经很 大,目前各大城市甚至县级市已经有LTE 服务。在3GPP标准领域,4G是国内外都普遍支持的制式,且没有如3G严重的专利困扰。 Iphone6对于TDD/FDD的全网支持更是让4G走的更快,随着国内终端厂商的崛起,以及工信部最近在对固定宽带、移动宽带运营商提出了提速降资费 的要求,4G 的价格会越来越亲民,运营商建设速度和收益也将超过3G。
虽然宏基站的格局早已尘埃落定,但楼宇覆盖、补盲、热点提速等刚刚开 始。本文讨论的是小公司小基站的生存技术之道。 笔者注意到通信大厂华为在 2012年就成立小基站部门,推出了Lampsite/Atom等针对小功率低成本的覆盖方案。这些方案在容量、网元管理、频段制式支持、部署等等各方面 都具有绝对优势,已经在首都机场、酒店等高端室内覆盖场景规模商用。Intel,TI,Broadcom等厂商很早就推出了针对 pico/femto等场景应用的基带SOC芯片,ADI 推出了 RFIC,这些方案为小设备商提供了机遇,这也是国内中小企业的优势所在。
一是打破了通信大厂的绝对垄断,在低端领域可以凭借速度成本商务优势拿到一些的市场,二是技术门槛降低,不需要再投入上千人数年的研发(参考华为GSM翻身仗)。相信只有中小公司发展繁荣了,4G 才会深入每一处毛细血管。
然而移动通信设备制造是不是像手机终端一样门槛这么低呢?至少目前还不是。 个人总结了TDD中射频单元的几项关键技术,给业内人士参考。
1、 部署场景;
2、 时钟同步;
3、 时延对齐;
4、  POE,CPRI Over Ethnet   低成本,易部署;
5、  CPRI & HDLC,多级级联,菊花链,星形链;
6、  RFIC。
 
一、部署场景分析: 



 应用场景有两种,射频天线单元与基带单元在一起;或者射频单元拉远,多个单元共小区,与基带通过cpri相连。

二、 时钟同步。 基带的系统时钟通过GPS或者 1588进行同步,且采用较好的本地钟振。RRU 拉远单元的时钟通过 CPRI 恢复,然后在本地对 VCXO 进行锁相,得到与基带同步的时钟和相噪。3GPP 36141对于频率准确度及稳定度的测试要求如下图。 


 三、 时延对齐。时延对于 TDD 系统尤为重要,一是产生 TDD 开关切换信号,二是满足36141 的对于发射分集、MIMO、载波聚合等测试需求。下图表示了上下行信号需要在无线帧边界对齐,对于TDD 而言,上行有20us的延时。系统处理时延上报基带,进行时延补偿和时延校准。



四、POE,CPRI Over Ethnet。  小基站拉远系统有个基本需求:简单。供电、数据传输、控制面等都可以通过一根千兆以太网线来实现。
五、CPRI 协议实现。当然也可以采用 OBSAI 协议来传输。作为通信行业内传输标准,CPRI 支持时延测量、各种级联方式、定时信息传输等。控制面通过在 Cpri 协议里面某些特殊的控制位来传输。
六、 RFIC。射频部分的集成化也让小基站成为可能。ADI公司发布的AD9361/9362 无疑在成本、集成度等方面具有很大优势。这颗芯片支持 FDD、TDD 4G 系统,在通信行业也有规模应用。但是该芯片有数千个寄存器,上手容易,做成产品难,需要专业的技术支持。关于RFIC的详细分析,可以参见本人的另一篇文 档《基于 AD9361的 SDR 商用平台》
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