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TD LTE射頻拉遠單元關鍵技術分析

2015-07-07 16:47:03 EETOP
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中移動的LTE網絡建設速度很快,宏站覆蓋規模已經很 大,目前各大城市甚至縣級市已經有LTE 服務。在3GPP標準領域,4G是國內外都普遍支持的制式,且沒有如3G嚴重的專利困擾。 Iphone6對于TDD/FDD的全網支持更是讓4G走的更快,隨著國內終端廠商的崛起,以及工信部最近在對固定寬帶、移動寬帶運營商提出了提速降資費 的要求,4G 的價格會越來越親民,運營商建設速度和收益也將超過3G。
雖然宏基站的格局早已塵埃落定,但樓宇覆蓋、補盲、熱點提速等剛剛開 始。本文討論的是小公司小基站的生存技術之道。 筆者注意到通信大廠華為在 2012年就成立小基站部門,推出了Lampsite/Atom等針對小功率低成本的覆蓋方案。這些方案在容量、網元管理、頻段制式支持、部署等等各方面 都具有絕對優勢,已經在首都機場、酒店等高端室內覆蓋場景規模商用。Intel,TI,Broadcom等廠商很早就推出了針對 pico/femto等場景應用的基帶SOC芯片,ADI 推出了 RFIC,這些方案為小設備商提供了機遇,這也是國內中小企業的優勢所在。
一是打破了通信大廠的絕對壟斷,在低端領域可以憑借速度成本商務優勢拿到一些的市場,二是技術門檻降低,不需要再投入上千人數年的研發(參考華為GSM翻身仗)。相信只有中小公司發展繁榮了,4G 才會深入每一處毛細血管。
然而移動通信設備制造是不是像手機終端一樣門檻這么低呢?至少目前還不是。 個人總結了TDD中射頻單元的幾項關鍵技術,給業內人士參考。
1、 部署場景;
2、 時鐘同步;
3、 時延對齊;
4、  POE,CPRI Over Ethnet   低成本,易部署;
5、  CPRI & HDLC,多級級聯,菊花鏈,星形鏈;
6、  RFIC。
 
一、部署場景分析: 



 應用場景有兩種,射頻天線單元與基帶單元在一起;或者射頻單元拉遠,多個單元共小區,與基帶通過cpri相連。

二、 時鐘同步。 基帶的系統時鐘通過GPS或者 1588進行同步,且采用較好的本地鐘振。RRU 拉遠單元的時鐘通過 CPRI 恢復,然后在本地對 VCXO 進行鎖相,得到與基帶同步的時鐘和相噪。3GPP 36141對于頻率準確度及穩定度的測試要求如下圖。 


 三、 時延對齊。時延對于 TDD 系統尤為重要,一是產生 TDD 開關切換信號,二是滿足36141 的對于發射分集、MIMO、載波聚合等測試需求。下圖表示了上下行信號需要在無線幀邊界對齊,對于TDD 而言,上行有20us的延時。系統處理時延上報基帶,進行時延補償和時延校準。



四、POE,CPRI Over Ethnet。  小基站拉遠系統有個基本需求:簡單。供電、數據傳輸、控制面等都可以通過一根千兆以太網線來實現。
五、CPRI 協議實現。當然也可以采用 OBSAI 協議來傳輸。作為通信行業內傳輸標準,CPRI 支持時延測量、各種級聯方式、定時信息傳輸等。控制面通過在 Cpri 協議里面某些特殊的控制位來傳輸。
六、 RFIC。射頻部分的集成化也讓小基站成為可能。ADI公司發布的AD9361/9362 無疑在成本、集成度等方面具有很大優勢。這顆芯片支持 FDD、TDD 4G 系統,在通信行業也有規模應用。但是該芯片有數千個寄存器,上手容易,做成產品難,需要專業的技術支持。關于RFIC的詳細分析,可以參見本人的另一篇文 檔《基于 AD9361的 SDR 商用平臺》

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