??? 概述
??? 由于TD-SCDMA系統(tǒng)基于TDD時分雙工設計,采用了智能天線,每扇區(qū)射頻部分需要處理8路射頻通路。與GSM/WCDMA等頻分FDD系統(tǒng)相比,TD-SCDMA基站室外智能天線部分和室內機柜的連接饋線數(shù)量顯著增加,施工布線難度加大,建設周期也相應延長。面對這種情況,鼎橋在保持宏基站穩(wěn)定工作的基礎上,采取了多種積極措施來改善室外部分的施工難度。例如使用1/4英寸饋纜線,線徑的減少更有利于工程布線;鼎橋宏基站也支持集束電纜,一個扇區(qū)只需布設一根集束電纜,擺脫了線纜數(shù)量繁多的困境,大大加快工程速度。
??? 在分布式基站技術逐步成熟的基礎上,分布式基站(BBU+RRU)越來越多地得到業(yè)界的關注和重視。由于一個扇區(qū)內一根光纖可取代多根射頻饋線進行數(shù)據(jù)傳輸,施工簡單快捷,網(wǎng)絡部署靈活方便。同時基帶池BBU可實現(xiàn)基帶資源的充分共享,基帶資源擴充也很方便?;谏鲜鎏攸c,分布式基站系統(tǒng)非常適宜在站址獲取較困難、對大容量需求迫切的密集城區(qū)。在其他場景下,分布式基站系統(tǒng)在網(wǎng)絡建設施工方面的優(yōu)勢也比較明顯。因此從技術角度和工程角度,分布式基站系統(tǒng)是TD-SCDMA系統(tǒng)產(chǎn)品的主力軍,是TD-SCDMA基站產(chǎn)品的發(fā)展方向。
??? TD-SCDMARRU的設計考慮
??? 然而,當前TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀需要我們保持清醒的頭腦來正視TDRRU客觀事實,TD-SCDMARRU產(chǎn)品仍需要一定的時間和大規(guī)模網(wǎng)絡來不斷檢驗其成熟性。對于TD-SCDMA分布式基站產(chǎn)品,不能簡化為傳統(tǒng)宏基站的基帶/射頻拆分形態(tài),分布式基站在可靠性工程上具有自身規(guī)律性。
??? 產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性
??? 首先,產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性是設計出來的。作為一個與宏基站完全不同的的產(chǎn)品形態(tài),分布式RRU才剛剛起步,目前的RRU設計水平與WCDMA系統(tǒng)的RRU比較,整機功耗效率、熱設計能力等方面只相當于WCDMA第一代RRU水平,存在維護、擴容、可靠性、應用場景受限制等問題。
??? 盡管TD-SCDMA一直采用的功放也位于室外環(huán)境工作,但決不可用室外功放的設計考慮因素來衡量RRU的設計難度。TD-SCDMA的RRU內部單板數(shù)量、單板密度、復雜度、信號類型、散熱處理、板間連接、電源處理均遠多于SWIPA,從可靠性方面衡量,RRU故障點與工作應力均遠大于SWIPA。因此,在模塊復雜度、工作應力嚴酷度與可靠性影響環(huán)節(jié)上,RRU遠復雜于SWIPA,由SWIPA和射頻模塊的簡單拼裝遠不能滿足射頻RRU的設計指標和設計性能。RRU設計必須考慮的因素有以下幾點。
??? 室外露天工作環(huán)境,環(huán)境應力作用復雜
??? 高低溫、高濕、凝露、鹽霧、結冰、太陽輻射等因素均對RRU可靠性造成綜合影響。
??? 密封式高密度結構,RRU單元體內部工作條件惡劣
??? 強弱信號電路單元共存、器件散熱困難、信號間干擾多樣、多板間交叉配線及接插、電磁耦合作用強烈,多種內部因素影響RRU功能與性能穩(wěn)定性。
??? 安裝條件簡化進一步降低RRU對抗外部應力的承受力
??? 簡易抱桿或靠墻安裝導致在風沙、震動、結冰、雨水條件下,對RRU的可靠性要求進一步提高。
??? 技術本身的先進性不能取代產(chǎn)品成熟正常的生命周期
??? 技術本身的先進性不能取代產(chǎn)品成熟正常的生命周期。2000年5月,TD-SCDMA標準作為全球3G移動通信標準被ITU接受,TD-SCDMA業(yè)界各個設備廠商在2004年-2005年期間陸續(xù)推出了室內型宏基站,先后經(jīng)過了由信產(chǎn)部主導的多個測試:MTNetTD-SCDMA產(chǎn)業(yè)化專項試驗室測試,外場測試,大規(guī)模技術應用試驗。經(jīng)過兩年多持續(xù)的正規(guī)測試,整個TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)取得階段性的成功,在關鍵技術驗證、規(guī)模組網(wǎng)能力等方面,充分驗證了TD-SCDMA大規(guī)模組網(wǎng)的良好性能,但在產(chǎn)品方面,各廠家參與測試、廣泛長期使用的仍然都是宏基站方式。
??? RRU可靠性工程機理研究與可靠性保證是一個長期積累過程,TD-SCDMARRU沒有進行規(guī)模連續(xù)覆蓋和不同場景組網(wǎng)驗證,產(chǎn)品的穩(wěn)定性等綜合指標都有待考察。就WCDMARRU的商用歷程來看,從分布式基站概念提出、實驗室樣機驗證、外場單站測試、小規(guī)模連續(xù)覆蓋性能驗證、大規(guī)模網(wǎng)絡驗證到各種室外環(huán)境規(guī)模組網(wǎng)考驗等環(huán)節(jié),在產(chǎn)品設計原則、器件選型、材料加工及實驗技術上有極大的發(fā)展。
??? WCDMARRU從實驗室產(chǎn)品開始,逐步成熟到最終實現(xiàn)規(guī)模商用,也經(jīng)歷了坎坷的研發(fā)歷程,其間遇到了各種各樣的技術問題,經(jīng)過多年的技術攻關,不斷改進完善,才最終推出成熟可靠的分布式基站產(chǎn)品。
??? 2001年業(yè)內第一次提出分布式基站,主要是在實驗室驗證關鍵技術,樣機開發(fā)。2003年華為、愛立信、NEC、北電和西門子聯(lián)合制定RRU拉遠CPRI統(tǒng)一標準。推出第一代WCDMA系統(tǒng)RRU設備,驗證可行性,包括覆蓋、容量、傳輸時延、傳輸誤碼等。
??? 第一代WCDMA系統(tǒng)的RRU設備盡管基于當時規(guī)模商用的GSM邊際網(wǎng)室外小基站設計,應用到WCDMA系統(tǒng)上,仍然存在維護、擴容、可靠性、應用場景受限制等問題,尤其是長期室外惡劣工作環(huán)境下出現(xiàn)了一些可靠性方面的問題。
??? 2004年推出的第二代RRU產(chǎn)品進行了全新的設計,首先在設計理念上發(fā)生了巨大的進步,不再是射頻部分簡單向室外轉移,而是根據(jù)RRU的自身特點、工作環(huán)境及長期可靠性的要求,全面采用先進的專門設計,大量采用新技術,特別是對RRU的熱設計進行了專項攻關,一舉克服了第一代實驗局測試中發(fā)現(xiàn)的問題。但經(jīng)過一定的外場應用后,還是發(fā)現(xiàn)室外環(huán)境設備在可靠性、風阻、凝霧腐蝕等方面存在一些問題。第二代RRU作為宏基站組網(wǎng)的補充方案,進行了小規(guī)模的商用。
??? 2006年推出的第三代RRU,從產(chǎn)品可靠性、環(huán)境適應能力、功耗、散熱等方面進行了進一步改進,WCDMA分布式基站才基本成熟,實現(xiàn)批量商用。當前業(yè)內的WCDMARRU產(chǎn)品基本上屬于第四代產(chǎn)品,在集成度、功放效率方面有了進一步提高,實現(xiàn)分布式RRU與宏基站并存互補組網(wǎng)。在實際商用過程中,海外運營商對RRU也經(jīng)過超過一年的可靠性綜合認證,最終第四代RRU在Vodafone和Emobile得到大規(guī)模商用。
??? 完備的測試環(huán)境和測試規(guī)模是必要條件
??? 在規(guī)模商用前,通過一系列完備的測試來充分暴露產(chǎn)品設計的一些缺陷和不足,以進一步改進和提高產(chǎn)品性能,是必要的。特別是每個大型運營商在規(guī)模商用分布式基站前,都毫無例外地對分布式基站的可靠性、可用性以及可維護性等方面進行了長時間的充分驗證。
??? 目前WCDMA已經(jīng)具備了成熟的分布式基站可靠性測試和驗證方法,如RRU高低溫循環(huán)測試、故障插入測試、綜合氣候環(huán)境測試、振動/沖擊測試、輻射/低氣壓測試、HALT測試、電壓波動、水淋/防水、鹽霧、EMC測試、Hass等。TD-SCDMA的分布式基站大規(guī)模商用前應充分借鑒這些經(jīng)驗進行實驗驗證,保證TD-SCDMA網(wǎng)絡設備的正常平穩(wěn)運行。
??? 鼎橋TD-SCDMARRU的設計考慮
??? 鼎橋自2005年末開始進行TD-SCDMA分布式基站的研發(fā),遵照嚴謹開發(fā)流程和質量控制,針對分布式基站的自身特點,進行了不同于宏基站的全新設計,尤其關注室外工作單元RRU的穩(wěn)定性和可靠性。母公司華為/西門子在RRU領域深厚的技術積累和實際應用經(jīng)驗幫助鼎橋公司更加全面、深入地考慮RRU產(chǎn)品研發(fā)設計中諸多需注意的方面,解決了產(chǎn)品集成度、功耗、防鹽霧,散熱等一系列RRU商用必然面臨的技術問題,保障RRU設備的高可靠性和穩(wěn)定性。母公司W(wǎng)CDMARRU研發(fā)過程中曾經(jīng)遭遇的一些技術障礙為鼎橋公司TD-SCDMARRU產(chǎn)品研發(fā)提供了寶貴的經(jīng)驗教訓,非常有借鑒意義。這些技術障礙包話長期鹽霧工作環(huán)境影響導致RRU可靠性降低;高溫高濕工作環(huán)境,電容量下降引起RRU電源故障;熱設計欠合理導致RRU模塊運行6個月后失效;凝露腐蝕造成RRU可靠性下降;長期室外工作環(huán)境下,微動腐蝕導致RRU內部電源故障等。鼎橋的RRU產(chǎn)品在設計之初就以高標準、嚴要求的原則,進行全方位的產(chǎn)品研發(fā),保障交付給客戶的是滿足電信級設備要求,性能優(yōu)異、功能豐富的RRU產(chǎn)品。
??? 國家對TD-SCDMA發(fā)展是“全力支持、穩(wěn)步推進”政策,TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)經(jīng)過廈門、青島、保定規(guī)模組網(wǎng)連片覆蓋測試,已經(jīng)完成了關鍵技術的驗證,可以說目前處于向大規(guī)模成熟商用發(fā)展過程中的最后一步。在推進TD產(chǎn)業(yè)最終走向成功的過程中,要首先保證產(chǎn)品的成熟穩(wěn)定、大規(guī)模組網(wǎng)的全網(wǎng)性能。鼎橋公司全力以赴,在不斷探索新技術,開發(fā)新產(chǎn)品的同時,確保向用戶提供高質量、高性能、成熟可靠的TD-SCDMA系統(tǒng)產(chǎn)品。
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