RRU(Remote Radio Unit,遠(yuǎn)端射頻模塊,)是移動(dòng)通信室外基站中的重要設(shè)備,為用戶的信息交流提供穩(wěn)定可靠的通道,保證了信息的精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)送達(dá)。RRU將一組組基帶數(shù)字信號(hào),通過復(fù)雜、精巧的電路變換,轉(zhuǎn)化成無線電波,通過天線發(fā)射出去;同時(shí),接收用戶終端發(fā)送的信息,傳送到核心網(wǎng)完成信息交互。
RRU的誕生
現(xiàn)代基站的兩大核心:BBU和RRU。以往基站是一體化的,并未有兩大核心的區(qū)分,內(nèi)部各模塊相互交織在一起,隨著科技的發(fā)展,發(fā)現(xiàn)一體化基站存在很多弊端。
首先是饋線損耗大。基站只能位于塔下,需要通過長(zhǎng)長(zhǎng)的射頻饋線把信號(hào)輸送到幾十米甚至上百米高的鐵塔上和天線連接。然而饋線對(duì)信號(hào)是有衰減的。其次是功耗大,由于饋線損耗大,基站就需要很高的輸出功率來對(duì)抗損耗,然而基站內(nèi)部射頻功放的效率還不高,使得基站整體的功耗巨大。再則,散熱難,一體化基站那么多模塊擁擠在擠在狹小的機(jī)房?jī)?nèi),想要散熱就必須靠大功率風(fēng)扇,高速運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)扇帶來轟鳴的高分貝噪音。還有難以滿足4G時(shí)代的需求。在4G時(shí)代,為了支持MIMO,4個(gè)發(fā)射端口的基站成為主流,TD-LTE甚至大規(guī)模使用了8個(gè)端口。
一體化基站
基站的內(nèi)部處理可以粗略分為基帶部分和射頻部分,基帶部分體積小,功耗低,射頻部分體積大,功耗高,于是干脆分出2個(gè)獨(dú)立的模塊:BBU和RRU,再用光纖連起來就行了。
BBU和RRU分離之后的分布式基站
RRU(Remote Radio Unit,遠(yuǎn)端射頻單元)就誕生了。這里“遠(yuǎn)端”的含義,就是指RRU和BBU之間的距離遠(yuǎn)。到底有多遠(yuǎn)呢?BBU位于塔底的機(jī)房?jī)?nèi),而RRU則掛在了塔頂,塔高通常是幾十米到一百多米。
RRU到了塔頂,距離天線非常近,連接它們之間的射頻線非常短,名稱也就叫就做跳線了,由此引入的信號(hào)衰減可以忽略不計(jì)。
因此,RRU的發(fā)射功率可以適當(dāng)降低。由于位于室外,RRU普遍設(shè)計(jì)成類似暖氣片的樣子,可以自然散熱,不再需要風(fēng)扇,可靠性更高。
RRU的外觀由于不用考慮饋線損耗,RRU和天線可以安裝地離BBU非常遠(yuǎn),幾十公里沒問題,這樣就帶來了非常大的部署靈活性。
甚至還催生出了C-RAN這樣的架構(gòu),把所有的BBU集中放置在一個(gè)大機(jī)房?jī)?nèi)成為BBU池,同時(shí)管理很多站的拉遠(yuǎn)RRU,站間協(xié)同性能好,運(yùn)維成本還更低。
C-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
RRU的工作原理:
典型的RRU內(nèi)部一般由4個(gè)部分組成:電源單元、收發(fā)信單元、功放單元、濾波器單元。工作原理是基帶信號(hào)下行經(jīng)變頻、濾波,經(jīng)過射頻濾波、經(jīng)線性功率放大器后通過發(fā)送濾波傳至天饋。上行將收到的移動(dòng)終端上行信號(hào)進(jìn)濾波、低噪聲放大、進(jìn)一步的射頻小信號(hào)放大濾波和下變頻,然后完成模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)字中頻處理等。
RRU內(nèi)部構(gòu)成框圖
RRU整機(jī)散熱關(guān)鍵技術(shù)
RRU整機(jī)的散熱方式有有源散熱和自然散熱兩種方式。
有源散熱,在RRU上主要是指風(fēng)冷散熱方式,采用風(fēng)機(jī)或其他設(shè)備,驅(qū)動(dòng)RRU表面的空氣快速流動(dòng),將RRU散熱齒面上積累的熱量快速帶走,從而降低RRU內(nèi)部溫升。采用該方式,可以極大減少RRU的散熱齒面積,從而縮減體積,減少重量。中興通訊根據(jù)客戶需求,采用了低噪聲有源散熱方案,可以提供110W/L以上的散熱能力,極大地降低了RRU整機(jī)的體積。
自然散熱是指RRU根據(jù)熱空氣上升的自然規(guī)律,依靠自身產(chǎn)生的熱動(dòng)力結(jié)合外部環(huán)境,完成熱量的發(fā)散,降低內(nèi)部溫升。依靠自然散熱,要求RRU必須有足夠的散熱面積保障。中興通訊在自然散熱方面,進(jìn)行了長(zhǎng)期的積累,其自然散熱RRU的最大能力達(dá)到52W/L,處于業(yè)界領(lǐng)先地位。 中興通訊RRU產(chǎn)品覆蓋從單頻到多頻,從窄帶寬到大帶寬,從2端口的2T2R到更多端口的Massive MIMO產(chǎn)品,在FDD和TDD領(lǐng)域形成了一個(gè)完整產(chǎn)品系列。高效率、低功耗技術(shù)的應(yīng)用,使得在同等功率輸出下,RRU整機(jī)的體積小、重量輕。新技術(shù)的應(yīng)用,使得RRU在同等的體積下,具備更高的功率輸出,為客戶提供更多的載波和覆蓋,極大地提升了客戶的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。
審核編輯 :李倩
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原文標(biāo)題:簡(jiǎn)單介紹下移動(dòng)通信中的基站RRU
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