3G数字基站射频拉远CPRI规范的实现

基站技术的发展和移动通信技术的发展紧密不可分，移动通信技术走过了从模拟技术到数字技术的发展过程，也实现了从窄带到宽带的发展，移动通信基站技术的发展趋势主要是从模拟向数字发展、从窄带向宽带发展、向标准化和模块化发展。

在3G移动通信网络建设中，网络覆盖效果的好坏决定了未来发展用户的速度和运营商在该网络上的收益，甚至是整个3G网络能否健康运行的决定性因素，而决定3G网络质量的关键就在于如何实现密集城区的无线网络覆盖。传统密集地区的无线网络建网方式是在该类地区全部采用宏基站设备作为主覆盖设备，在规划的3G站点地区建设无线网络专用的机房和相关配套设施，而且还需要在原有的传输网基础上建设新的连接3G站点的传输网络。传统建网方式的主要问题是运营商不得不花费大量时间和费用在机房的租用方面，而且大量理想站点机房因为要远离住宅而无法获得，也拖延了网络的建设速度。特别是那些新的移动运营商，如果在不具备足够的机房资源的情况下使用这种建网方式，必然会导致整个网络建设周期很长，网络覆盖不好。

新型的网络覆盖理念的核心思想就是把传统的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两个设备，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池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。采用该解决方案无需任何机房和传输资源，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。其优势主要有：将繁琐的维护工作简化到基带处理端;一个无线基带控制可以连接几个射频拉远，既节省空间，降低设置成本，又提高了组网效率;连接两端之间的接口采用光纤，损耗减少，并可大幅度降低电力消耗。

图1基于射频拉远的新型建网方案

为了有效处理基带处理和射频拉远两部分的连接，工业界形成了两种接口规范，一个是公共无线接口规范CPRI(CommonPublicRadioInterface)，它是由爱立信、华为、NEC、北电网络与西门子等公司发起的，另一个是OBSAI规范(Open Base Station Architecture Initiative)，它是由诺基亚、LG电子、三星电子等公司成立的联盟。CPRI适用于多种空中接口，本文以UMTS网络为例，介绍CPRI的实现。

公共无线接口规范

UMTS无线网接入系统由核心网(CN)、无线接入网(UTRAN)和用户装置(UE)三部分组成。在无线接入网内部，又分成无线网络控制(RNC)和基站(NodeB)。整个UMTS的无线网接入系统结构框图如图2所示：

图2UMTS无线网接入系统系统结构框图

基站通过Iub接口连接到无线网络控制，再通过Uu接口连接到用户设备。Uu接口分为三个协议层：物理层(L1)，数据链路层(L2)和网络层(L3)。在射频拉远技术中，基带处理和射频拉远两个设备也分成两个协议层：物理层(L1)和数据链路层(L2)。在物理层中，将上层接入点的数据进行复/分接和物理层的编码。在数据链路层，对上层接入点的I/Q数据、物理层协议数据和网络协议数据(包括以太网数据、高层数据链路协议数据)进行相应的处理。

数字基站的下行基带处理部分主要由扩频、交织、信道编码和发送功率控制单元组成，上行基带处理部分主要由发送功率控制、信道解码、解交织、解扩频单元组成。下行射频拉远部分主要由上变频、降峰均比、数字预失真、数字上变频、数模变换和高功率放大器单元组成，上行射频拉远部分主要由低噪声放大器、模数变换和数字下变频单元组成，如图3所示：

图3基带处理单元和射频拉远单元基本