智能天線給基站設備帶來挑戰

    第三代移動通信系統TD-SCDMA工作于2GHz頻段，受此頻段電波傳播特性的限制，基站數量大為增加，并且還有三維覆蓋的要求。

    因此，TD-SCDMA的核心技術采用了智能天線技術，它是TD-SCDMA系統的優勢所在，但是也正因如此，TD-SCDMA和其他移動通信系統最大的區別在于其天饋系統的非凡性，即天線尺寸大、饋線多、塔放外掛。對于一個標準TD-SCDMA三扇區基站而言，其天饋系統由三個智能天線、27根射頻電纜、3根電源/控制線、1個GPS天線及線纜和六個集成塔放等構成。WCDMA未使用智能天線技術，故塔放及饋線相對較少，在上述同等條件下，只要6根射頻電纜和3根電源/控制線。由于連接天線和室內射頻收發信機之間的射頻電纜在2GHz以上頻段的損耗比較大，天線拉遠距離短，一般在60m左右；射頻電纜數量多，也相應帶動其他輔材數量的增加，為TD-SCDMA基站成本控制帶來了很大壓力；而射頻拉遠技術在降低饋線損耗和電纜數量及安裝難度控制等方面面臨極大的困難，是導致建設成本偏高的后果。

    由于2GHz頻段的電波傳播特性，TD-SCDMA網絡中每個宏小區基站(一套天線)的覆蓋半徑只能有1～3公里，在城市內高樓大廈林立的地區、樹木遮擋的區域、樓房內等，此覆蓋半徑還要小得多。在此覆蓋區域內可能還會存在很多無法通信的陰影區域。由于每個無線基站的覆蓋區域太小，因此要在一個城市內實現完好的覆蓋，就必須架設大量的基站，其中站址的選擇和建設成本也是非常難解決的問題。

    按照目前的基站設備設計方案，每個小區都必須有完整的基站設備配置，包括從數字基帶信號處理到模擬射頻收發的全部部件，導致基站成本太高。而且，很多基站設備無法使用Iub接口方便地接入系統，使每個小區承擔的無線基站設備的成本居高不下。

    因此，在TD-SCDMA網絡即將大規模商用之前，如何減少射頻電纜數量、降低射頻饋線損耗及擴大基站覆蓋范圍，同時增加基站系統集成度，已經成為各設備制造廠家面臨的重要問題。然而，目前使用的射頻拉遠技術面臨著巨大的挑戰。

    中頻拉遠技術應運而生

    在TD-SCDMA系統中，無線基站采用中頻拉遠方案就可以很好地解決上述問題。此方案是將無線基站中的模擬射頻收發部分與無線基站的基帶數字信號處理部分在模擬中頻處分開，從而形成遠端射頻前端設備與室內單元。中頻拉遠技術通過基站室內單元的模擬中頻接口，將射頻收發信機拉遠至天線四周。下行方向將中頻信號傳輸到射頻前端，經混頻后轉換為射頻信號，再由天線發射；上行方向將從天線過來的射頻信號在前端混頻為中頻信號，通過中頻傳輸系統傳回到基站室內單元。

    采用模擬中頻傳輸技術，遠端射頻前端設備與室內單元間可以用有線和無線傳輸手段相連接。其介質可以是中頻電纜、光纖以及微波接力設備等。連接方式可以是星形結構，也可以是串行結構。

    與傳統的射頻拉遠技術相比，基于中頻電纜的中頻拉遠技術具有以下特點。

    ——電纜數量少。在中頻拉遠技術中將所有的5條中頻電纜采用專門的技術進行處理，合成為大小和目前的射頻電纜大小差不多的一條電纜，加上控制和電源的一條電纜，每臺前端只需兩條電纜，從而使電纜數量大大降低。一個三載扇的TD-SCDMA系統總共只需12條電纜，而現有的需要31條電纜，相比而言具有極大的優勢。最新的技術中已經可以使用一個前端一條電纜的方式，加上TD-SCDMA技術上可以采用6天線智能天線系統，一個三載扇的TD-SCDMA系統只要使用3條電纜的方式就可以實現。

    ——傳輸距離遠。比較射頻電纜，中頻電纜傳輸衰減小、傳輸距離遠，中頻信號在中頻電纜的損耗每100米小于10dB，在滿足TDD系統對時延的要求下，天線距離室內基站單元有效距離可以達到300米，遠遠大于目前射頻拉遠60米的距離。

    ——組網靈活。由于可以實現300米的連接距離，運營商在組網的時候可以靈活考慮室內基站的位置，非凡在高樓建網的時候，運營商可以在樓內任何的位置考慮設置機房，包括在地下室。比起目前的射頻塔放方式運營商不得不在有限的5～60米范圍內為了尋找機房而費盡周折，并且還不得不和物業討價還價，中頻拉遠方式讓運營商省去了很多麻煩。

    ——硬件成本低。由于中頻拉遠的前端成本和目前的塔放成本持平，而中頻電纜的成本遠低于射頻電纜，大約是1/4，饋線系統的成本在整個基站系統成本中占的份額很高，所以整個基站系統的成本也得到很大的降低。

    ——網絡建設成本低。由于前端和室內基站的距離可以拉遠到300米，運營商在建網的時候可以靈活地考慮機房的位置，所以站址的成本可以大大降低，而由于線纜數量的減少，也會導致鋪設電纜的費用大大降低。

    基于光纖的中頻拉遠技術，使得超級基站，即基帶處理能力足夠大的公共室內單元成為可能，它可以連接數個甚至數十個位于遠端的射頻前端設備中的模擬射頻收發單元，用以連接一個天線或多個天線，同時支持數個至數十個宏小區、微小區及微微小區。在做無線網絡規劃時，在城市中心等地區，可以靈活地根據覆蓋要求，組成成本低、覆蓋良好的移動通信網。

    因此，在無線接入系統中，中頻拉遠子系統將顯得非常重要，各個廠家都給予了高度重視。比如，目前芯通科技就推出了NTS-8000模擬中頻拉遠子系統，為城市熱點區域的基站建設提供了良好的保證。