关于SDR基站，你应该知道的那些事 - 通信原理与基础 - 通信人家园

燚先生

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电梯直达

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发表于 2016-5-26 10:43:20 |只看该作者 |倒序浏览

随着无线接入技术的不断发展令移动运营商面临严峻的挑战：既要适当部署当前网络，又要保持与未来的标准兼容。尤其是在成熟市场，无线基础架构的使用周期也许只有短短几年，由于营销和用户适应总是滞后于技术升级，新部署设备的投资回报率（ROI）很难得到保证。尽管如此，移动运营商依然采用预定的技术演进路径，即从GSM到WCDMA再到HSPA最后到LTE，随着技术的演进，现有的、不能升级的硬件就不得不被替换掉或者需要叠加设备。特别是LTE，旨在将空中接口从CDMA改为OFDM，演进到LTE现有的设备可能要全部替换掉。如今，基础架构供应商和运营商正在尝试通过SDR基站力争将未来基础架构升级的风险和成本降到最低。

什么是SDR基站

SDR（Software Defination Radio）即“软件定义无线电”，是一种无线广播通信技术，更确切的说是一种设计方法或设计理念。具体而言，SDR是指基于软件定义的无线通信协议而不是经过专用硬件实现。目前存在3 种主流SDR 硬件平台结构：基于GPP 的SDR 结构、基于现场可编程门阵列（FPGA）的SDR（Non- GPP）结构、基于GPP +FPGA/SDP 的混合SDR 结构。其中基于GPP的SDR结构如下：

SDR技术对构建多模式、多功能无线通信设备提供了有效的解决方案。

SDR基站是基于SDR理念设计和开发的基站系统，其最大特点是其射频单元具备可编程和重新定义的能力，能够实现频谱的智能分配和多种网络模式的支持，即能够在同一平台设备上实现不同网络模式的技术，如下图所示，在同一套设备上实现GSM+LTE网络。

SDR基站实现

硬件部分

SDR基站采用模块化、平台化设计理念，整个基站分为基带模块和射频模块两部分，两者通过光纤直接互连。

SDR基站射频模块采用了宽带多载波数字信号处理技术，可在连续的20MHz频带范围内通过软件配置同时支持GSM/WCDMA/TD-SCDMA/LTE等多种制式，同时完成对多制式射频信号的收发处理。射频单元具备软件可编程和重新定义的能力，进而实现了智能化的频谱分配和对多标准的支持。

SDR基站基带模块各厂家根据自身情况采用统一平台架构设计，具有体积小、功耗低、模块化、扩展能力强的突出特点，同时可支持GSM/WCDMA/LTE多种制式的基带信号处理。

软件部分

GSM 是窄带系统， LTE/LTE-A 是宽带系统，在避免异系统干扰的条件下，将窄带 GSM 信号嵌入宽带 LTE/LTE-A 系统，则几乎不会影响 LTE/LTE-A 的系统性能，同时可以保证 GSM 正常工作，实现 GSM 与 LTE/LTE-A 共载频共模。

CDMA 是扩频系统，具有扩频增益，正常工作时 PSD(PowerSpectrum Density，功率谱密度 ) 低， SINR(SignalInterference Noise Ratio，信干噪比 ) 低，将低 PSD 的 CDMA 信号叠加在 GSM 和 LTE/LTE-A 信号之上，对 GSM 和 LTE/LTE-A 的干扰小，对 GSM 和 LTE/LTE-A 的性能影响甚微；而CDMA 系统数百倍的扩频增益和其工作 SINR 低的特点使其完全可以承受 GSM 和 LTE/LTE-A对其造成的干扰，频谱结构如下图所示：

进行频谱分配时，要注意：GSM作为子带嵌入LTE频谱时，避免GSM占用LTE在静态导频信道和静态物理信道，如RS、PSS、SSS、PBCH等，同时LTE网络进行系统资源分配时，要避免占用GSM子带频段。

SDR组网优缺点

采用SDR基站后，GSM、CDMA、LTE系统统一为一套设备能够带来如下好处：

●原有基站若进行替换GSM/CDMA设备可以与LTE设备进行整合，可以解决30%~40%设备空间

●新建拉远站采用SDR后可以减轻塔上RRU设备负重，双系统可减轻50%负载

●多模信号同天馈发射，解决天馈资源降低铁塔租赁成本，同时也降低了天馈安装要求

●对于新建基站，SDR基站成本较采用两套独立系统要便宜30%甚至更多

●多系统共设备相对于多系统独立设备可节省电费月20%~40%。

所有事物具有两面性，SDR基站组网同时也带来了新的问题：

●不同系统共用天馈，各系统单独优化空间减小

●各系统不同厂家地区需要引入新的BSC设备并造成插花部署

●原有GSM系统网管可能需要升级

●目前SDR设备仅支持同频段异系统

SDR未来发展

当前的基础架构市场显示，移动运营商要求网络节约更多的成本和高效率，而这两点都可以通过SDR方案实现。另外，运营商希望SDR基站也能只需要很少的投资即可以升级到未来标准。设备供应商应致力于使SDR成为更好的技术，并将研究重点放在了以下几个方面：

●设备供应商应开发新得扩展设备，能够在现网基站通过新增基带设备来支持SDR

●提升基带的处理能力，为适应未来通信的发展，要求在进行硬件设计时应采用更为强大的处理器，为未来系统的升级做好准备。

●研发多频段RRU，使SDR基站能够支持跨频段系统共用

●设计更大的功放，多系统运行时不至于功率受限。