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淺談什么是RRU和BBU

03/03 08:50
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RRU(遠(yuǎn)程射頻單元)和BBU(基帶處理單元)是基站建設(shè)中的關(guān)鍵組件,它們支持分布式架構(gòu),從而提高了效率和可靠性。

RRU(射頻拉遠(yuǎn)單元)和BBU(基帶處理單元)是基站建設(shè)和光纖拉遠(yuǎn)(FTTA,F(xiàn)iber To The Antenna)中不可或缺的組件。

分布式基站架構(gòu)中,傳統(tǒng)的宏基站設(shè)備根據(jù)其功能分為兩個獨立的單元:BBU和RRU。

BBU集中了基站的“基帶處理”、“傳輸”、“主控”、“時鐘”等功能。而RRU則專注于射頻(RF)設(shè)備,包括收發(fā)器和射頻器件。RRU通過光纖與BBU相連,形成了一種新的“分布式”架構(gòu)。BBU位于塔基,而RRU則位于塔頂。

RRU通過同軸電纜功率分配器耦合器)進一步與天線相連,其中主干線使用光纖,而分支線使用同軸電纜。

塔的高度通常從幾十米到一百多米不等。

將RRU放置在塔頂,靠近天線,連接它們的射頻電纜變得非常短,被稱為跳線。這種連接幾乎可以忽略信號衰減。

因此,可以適當(dāng)降低RRU的發(fā)射功率。由于RRU位于室外,其設(shè)計通常類似于散熱器,允許自然散熱,無需風(fēng)扇,從而提高了可靠性。

RRU和BBU的主要功能

室內(nèi)基帶池(BBU)的主要功能包括:1、通過光纖接口與RRU連接,執(zhí)行RRU的控制和數(shù)據(jù)處理功能。包括信道編碼/解碼和復(fù)用/解復(fù)用、擴頻調(diào)制/解調(diào)、測量和報告、功率控制以及同步時鐘提供。 2、通過Iub接口與RNC(無線網(wǎng)絡(luò)控制器)連接,主要涉及NBAP(Node B應(yīng)用部分)信令處理(測量啟動和報告、系統(tǒng)信息廣播、小區(qū)管理、公共信道管理、無線鏈路管理、審計、資源狀態(tài)報告、擁塞控制)、FP(幀協(xié)議)幀數(shù)據(jù)處理以及ATM(異步傳輸模式)傳輸管理。 3、通過管理系統(tǒng)提供運營和維護功能。如配置管理、告警管理、性能管理、版本管理、前端和后端通信管理以及診斷管理。

遠(yuǎn)程射頻單元(RRU)的主要功能包括:

1、通過光纖與基帶池(BBU)進行通信,傳輸I/Q數(shù)據(jù)以及運營和維護信息。

2、通過射頻電纜連接到天線陣列,執(zhí)行射頻信號的發(fā)送和接收。

3、下行信道傳輸功能:將基帶I/Q信號轉(zhuǎn)換為射頻信號,并通過天線進行傳輸。

4、上行信道接收功能:將天線接收到的射頻信號轉(zhuǎn)換為基帶I/Q信號,并發(fā)送給BBU。

5、支持各種RRU規(guī)格,并根據(jù)不同的應(yīng)用場景實現(xiàn)不同的扇區(qū)組網(wǎng)形式。

6、支持智能天線的天線校準(zhǔn)。

7、支持RRU級聯(lián)。

BBU與RRU天線數(shù)量之間的關(guān)系

對于宏基站,一個BBU生成一個邏輯基站(基站由BBU、RRU和天線組成)。一個BBU通常連接到三個RRU(在一般情況下,不包括遠(yuǎn)程場景或3G中某些宏基站對應(yīng)四個小區(qū)的情況)。一個RRU對應(yīng)一個天線,一個天線對應(yīng)一個扇區(qū)。根據(jù)頻段的不同,一個扇區(qū)可以對應(yīng)多個小區(qū)。

對于室內(nèi)分布站,一個BBU可以連接到三個基帶處理板。目前,有些BBU可以連接到六個基帶處理板。

每個基帶處理板最多可以連接到六個RRU,而每個RRU可以通過耦合器和功率分配器等無源器件連接到多個天線。

然而,需要注意的是,通過功率分配器或耦合器等無源器件派生的多個信號(或天線)仍然屬于同一個小區(qū)。無源器件不能創(chuàng)建新的小區(qū)。

RRU和BBU的演進路線及未來趨勢分析

1、傳統(tǒng)分布式架構(gòu)(4G及之前)

RRU

功能:負(fù)責(zé)射頻信號處理(如數(shù)模轉(zhuǎn)換、功率放大、濾波等),靠近天線部署以減少饋線損耗。

演進方向:從單一頻段支持到多頻段、多制式(如4G多模RRU),支持更高帶寬和MIMO技術(shù)

BBU

功能:完成基帶信號處理(如編碼、調(diào)制、資源調(diào)度等),集中部署于機房。

演進方向:從專用硬件向通用服務(wù)器平臺過渡,逐步支持虛擬化功能。

特點

RRU與BBU分離,通過光纖連接(CPRI協(xié)議),形成分布式基站架構(gòu)。

優(yōu)勢:靈活部署、降低饋線損耗、便于網(wǎng)絡(luò)擴展。

2、5G架構(gòu)重構(gòu):CU/DU與AAU

5G網(wǎng)絡(luò)引入CU(Centralized Unit)和DU(Distributed Unit)分層架構(gòu),同時推動RRU向AAU(Active Antenna Unit)演進:

RRU → AAU

將天線與RRU集成,形成有源天線單元(AAU),支持大規(guī)模MIMO(Massive MIMO)和波束賦形。

支持更高頻段(如毫米波)和更寬帶寬(如100MHz以上)。

BBU拆分

DU:負(fù)責(zé)實時性高的物理層處理(如L1功能),靠近AAU部署以滿足低時延需求。

CU:負(fù)責(zé)非實時的高層協(xié)議處理(如RRC、PDCP層),集中部署以實現(xiàn)資源協(xié)同。

特點

前傳(AAU-DU)采用eCPRI協(xié)議,降低帶寬需求,支持靈活組網(wǎng)。

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更扁平化,滿足5G低時延、高可靠性的需求。

3、云化與虛擬化(5G Advanced及6G

BBU云化(Cloud RAN)

基帶功能虛擬化為VNF(Virtual Network Function),運行在通用服務(wù)器或云平臺上,實現(xiàn)資源池化和彈性擴縮容。

支持網(wǎng)絡(luò)切片,為不同業(yè)務(wù)(如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng))提供定制化服務(wù)。

RRU智能化

AAU進一步集成AI能力,實現(xiàn)信道預(yù)測、智能波束管理等。

支持動態(tài)頻譜共享(DSS)和節(jié)能技術(shù)(如深度休眠)。

特點

軟硬件解耦,降低設(shè)備依賴,推動O-RAN(開放無線接入網(wǎng))生態(tài)發(fā)展。

通過邊緣計算(MEC)實現(xiàn)業(yè)務(wù)本地化處理,減少核心網(wǎng)壓力。

 

4、未來趨勢(6G及下一代網(wǎng)絡(luò))

太赫茲超高頻

RRU/AAU需支持太赫茲頻段,天線設(shè)計更密集,可能采用新型材料(如硅基光子集成)。

AI原生架構(gòu)

BBU和RRU深度集成AI算法,實現(xiàn)自主優(yōu)化(如智能干擾消除、動態(tài)資源分配)。

全雙工與全息無線電

RRU支持同時同頻全雙工(CCFD),提升頻譜效率。

空天地一體化

RRU可能擴展至衛(wèi)星通信場景,支持非地面網(wǎng)絡(luò)(NTN)。

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