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当前TD-SCDMA网络中引入射频拉远设备的思考

时间:03-24 来源:中国联通网站 点击:

随着TD-SCDMA技术的不断发展,TD-SCDMA系统产品也逐步成熟并随之完善。产品家族日益丰富,室内型宏基站、室外型宏基站、分布式基站(BBU+RRU)、微基站等系列化基站产品逐步问世,可以满足不同场景的建网需求。

概述

由于TD-SCDMA系统基于TDD时分双工设计,采用了智能天线,每扇区射频部分需要处理8路射频通路。与GSM/WCDMA等频分FDD系统相比,TD-SCDMA基站室外智能天线部分和室内机柜的连接馈线数量显著增加,施工布线难度加大,建设周期也相应延长。面对这种情况,鼎桥在保持宏基站稳定工作的基础上,采取了多种积极措施来改善室外部分的施工难度。例如使用1/4英寸馈缆线,线径的减少更有利于工程布线;鼎桥宏基站也支持集束电缆,一个扇区只需布设一根集束电缆,摆脱了线缆数量繁多的困境,大大加快工程速度。

在分布式基站技术逐步成熟的基础上,分布式基站(BBU+RRU)越来越多地得到业界的关注和重视。由于一个扇区内一根光纤可取代多根射频馈线进行数据传输,施工简单快捷,网络部署灵活方便。同时基带池BBU可实现基带资源的充分共享,基带资源扩充也很方便。基于上述特点,分布式基站系统非常适宜在站址获取较困难、对大容量需求迫切的密集城区。在其他场景下,分布式基站系统在网络建设施工方面的优势也比较明显。因此从技术角度和工程角度,分布式基站系统是TD-SCDMA系统产品的主力军,是TD-SCDMA基站产品的发展方向。

TD-SCDMARRU的设计考虑

然而,当前TD-SCDMA产业的发展现状需要我们保持清醒的头脑来正视TDRRU客观事实,TD-SCDMARRU产品仍需要一定的时间和大规模网络来不断检验其成熟性。对于TD-SCDMA分布式基站产品,不能简化为传统宏基站的基带/射频拆分形态,分布式基站在可靠性工程上具有自身规律性。

产品的可靠性和稳定性

首先,产品的可靠性和稳定性是设计出来的。作为一个与宏基站完全不同的的产品形态,分布式RRU才刚刚起步,目前的RRU设计水平与WCDMA系统的RRU比较,整机功耗效率、热设计能力等方面只相当于WCDMA第一代RRU水平,存在维护、扩容、可靠性、应用场景受限制等问题。

尽管TD-SCDMA一直采用的功放也位于室外环境工作,但决不可用室外功放的设计考虑因素来衡量RRU的设计难度。TD-SCDMA的RRU内部单板数量、单板密度、复杂度、信号类型、散热处理、板间连接、电源处理均远多于SWIPA,从可靠性方面衡量,RRU故障点与工作应力均远大于SWIPA。因此,在模块复杂度、工作应力严酷度与可靠性影响环节上,RRU远复杂于SWIPA,由SWIPA和射频模块的简单拼装远不能满足射频RRU的设计指标和设计性能。RRU设计必须考虑的因素有以下几点。

室外露天工作环境,环境应力作用复杂

高低温、高湿、凝露、盐雾、结冰、太阳辐射等因素均对RRU可靠性造成综合影响。

密封式高密度结构,RRU单元体内部工作条件恶劣

强弱信号电路单元共存、器件散热困难、信号间干扰多样、多板间交叉配线及接插、电磁耦合作用强烈,多种内部因素影响RRU功能与性能稳定性。

安装条件简化进一步降低RRU对抗外部应力的承受力

简易抱杆或靠墙安装导致在风沙、震动、结冰、雨水条件下,对RRU的可靠性要求进一步提高。

技术本身的先进性不能取代产品成熟正常的生命周期

技术本身的先进性不能取代产品成熟正常的生命周期。2000年5月,TD-SCDMA标准作为全球3G移动通信标准被ITU接受,TD-SCDMA业界各个设备厂商在2004年-2005年期间陆续推出了室内型宏基站,先后经过了由信产部主导的多个测试:MTNetTD-SCDMA产业化专项试验室测试,外场测试,大规模技术应用试验。经过两年多持续的正规测试,整个TD-SCDMA产业取得阶段性的成功,在关键技术验证、规模组网能力等方面,充分验证了TD-SCDMA大规模组网的良好性能,但在产品方面,各厂家参与测试、广泛长期使用的仍然都是宏基站方式。

RRU可靠性工程机理研究与可靠性保证是一个长期积累过程,TD-SCDMARRU没有进行规模连续覆盖和不同场景组网验证,产品的稳定性等综合指标都有待考察。就WCDMARRU的商用历程来看,从分布式基站概念提出、实验室样机验证、外场单站测试、小规模连续覆盖性能验证、大规模网络验证到各种室外环境规模组网考验等环节,在产品设计原则、器件选型、材料加工及实验技术上有极大的发展。

WCDMARRU从实验室产品开始,逐步成熟到最终实现规模商用,也经历了坎坷的研发历程,其间遇到了各种各样的技术问题,经过多年的技术攻关,不断改进完善,才最终推出成熟可靠的分布式基站产品。

2001年业内第一次提出分布式基站,主要是在实验室验证关键技术,样机开发。2003年华为、爱立信、NEC、北电和西门子联合制定RRU拉远CPRI统一标准。推出第一代WCDMA系统RRU设备,验证可行性,包括覆盖、容量、传输时延、传输误码等。

第一代WCDMA系统的RRU设备尽管基于当时规模商用的GSM边际网室外小基站设计,应用到WCDMA系统上,仍然存在维护、扩容、可靠性、应用场景受限制等问题,尤其是长期室外恶劣工作环境下出现了一些可靠性方面的问题。

2004年推出的第二代RRU产品进行了全新的设计,首先在设计理念
上发生了巨大的进步,不再是射频部分简单向室外转移,而是根据RRU的自身特点、工作环境及长期可靠性的要求,全面采用先进的专门设计,大量采用新技术,特别是对RRU的热设计进行了专项攻关,一举克服了第一代实验局测试中发现的问题。但经过一定的外场应用后,还是发现室外环境设备在可靠性、风阻、凝雾腐蚀等方面存在一些问题。第二代RRU作为宏基站组网的补充方案,进行了小规模的商用。

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