当前TD-SCDMA网络中引入射频拉远(RRU)设备的思考

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。

　　2006年推出的第三代RRU，从产品可靠性、环境适应能力、功耗、散热等方面进行了进一步改进，WCDMA分布式基站才基本成熟，实现批量商用。当前业内的WCDMARRU产品基本上属于第四代产品，在集成度、功放效率方面有了进一步提高，实现分布式RRU与宏基站并存互补组网。在实际商用过程中，海外运营商对RRU也经过超过一年的可靠性综合认证，最终第四代RRU在Vodafone和Emobile得到大规模商用。

完备的测试环境和测试规模是必要条件

　　在规模商用前，通过一系列完备的测试来充分暴露产品设计的一些缺陷和不足，以进一步改进和提高产品性能，是必要的。特别是每个大型运营商在规模商用分布式基站前，都毫无例外地对分布式基站的可靠性、可用性以及可维护性等方面进行了长时间的充分验证。

　　目前WCDMA已经具备了成熟的分布式基站可靠性测试和验证方法，如RRU高低温循环测试、故障插入测试、综合气候环境测试、振动/冲击测试、辐射/低气压测试、HALT测试、电压波动、水淋/防水、盐雾、EMC测试、Hass等。TD-SCDMA的分布式基站大规模商用前应充分借鉴这些经验进行实验验证，保证TD-SCDMA网络设备的正常平稳运行。

鼎桥TD-SCDMARRU的设计考虑

　　鼎桥自2005年末开始进行TD-SCDMA分布式基站的研发，遵照严谨开发流程和质量控制，针对分布式基站的自身特点，进行了不同于宏基站的全新设计，尤其关注室外工作单元RRU的稳定性和可靠性。母公司华为/西门子在RRU领域深厚的技术积累和实际应用经验帮助鼎桥公司更加全面、深入地考虑RRU产品研发设计中诸多需注意的方面，解决了产品集成度、功耗、防盐雾，散热等一系列RRU商用必然面临的技术问题，保障RRU设备的高可靠性和稳定性。母公司WCDMARRU研发过程中曾经遭遇的一些技术障碍为鼎桥公司TD-SCDMARRU产品研发提供了宝贵的经验教训，非常有借鉴意义。这些技术障碍包话长期盐雾工作环境影响导致RRU可靠性降低；高温高湿工作环境，电容量下降引起RRU电源故障；热设计欠合理导致RRU模块运行6个月后失效；凝露腐蚀造成RRU可靠性下降；长期室外工作环境下，微动腐蚀导致RRU内部电源故障等。鼎桥的RRU产品在设计之初就以高标准、严要求的原则，进行全方位的产品研发，保障交付给客户的是满足电信级设备要求，性能优异、功能丰富的RRU产品。

　　国家对TD-SCDMA发展是"全力支持、稳步推进"政策，TD-SCDMA产业经过厦门、青岛、保定规模组网连片覆盖测试，已经完成了关键技术的验证，可以说目前处于向大规模成熟商用发展过程中的最后一步。在推进TD产业最终走向成功的过程中，要首先保证产品的成熟稳定、大规模组网的全网性能。鼎桥公司全力以赴，在不断探索新技术，开发新产品的同时，确保向用户提供高质量、高性能、成熟可靠的TD-SCDMA系统产品。