分布式基站設(shè)備ID介紹及其應(yīng)用

樊寶穎 何雪峰

(華北水利水電大學(xué)，河南 鄭州 450000）

分布式基站設(shè)備ID介紹及其應(yīng)用

樊寶穎 何雪峰

(華北水利水電大學(xué)，河南 鄭州 450000）

利用移動網(wǎng)分布式基站RRU設(shè)備ID在網(wǎng)內(nèi)的唯一性，對工程建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、故障處理進(jìn)行精細(xì)化管理，解決了BBU室內(nèi)基帶處理單元和RRU遠(yuǎn)端射頻單元分離導(dǎo)致無法確定網(wǎng)元端口及其位置所造成的混亂。本文從操作和工作流程入手介紹了分布式系統(tǒng)精細(xì)化管理的方法，并以華為GSM網(wǎng)絡(luò)和中興WCDMA網(wǎng)絡(luò)為實(shí)例進(jìn)行了演示，該方法也適用于包括LTE網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的類似網(wǎng)絡(luò)的管理。因?yàn)槠渫耆矛F(xiàn)有設(shè)備、網(wǎng)管等資源，可操作性及實(shí)用性強(qiáng)，可大大縮短確定網(wǎng)元位置的時(shí)間，從而提高工程建設(shè)人員、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員的工作效率，為運(yùn)營商節(jié)約人力和開銷。

分布式基站；移動網(wǎng)；精細(xì)化管理；設(shè)備ID

1 引言

分布式基站具有低成本、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、工程建設(shè)方便的優(yōu)勢，尤其是在未來的移動網(wǎng)絡(luò)中，將得到非常廣泛的應(yīng)用。從目前來看，主流設(shè)備商華為、中興在GSM、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000、LTE都有分布式基站產(chǎn)品，并且還在不斷加大分布式基站產(chǎn)品研發(fā)。而運(yùn)營商方面，受到目前網(wǎng)絡(luò)建設(shè)場地、業(yè)主關(guān)系協(xié)調(diào)、人力、成本等方面的限制，在網(wǎng)絡(luò)中采用了大量的分布式基站，在個(gè)別城市，分布式基站在新建基站中的比例高達(dá)80%，已經(jīng)成為運(yùn)營商攻城略地、占領(lǐng)市場的重要武器。分布式基站的靈活性使其得到快速應(yīng)用的同時(shí)也給網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)帶來了很大的麻煩，由于連接光口和數(shù)據(jù)制作的靈活性，使得網(wǎng)管側(cè)很多RRU（遠(yuǎn)端射頻單元）的位置不明確，且無法確認(rèn)和其相連接的BBU，開通時(shí)需要不斷測試才能找到。在復(fù)雜應(yīng)用場景，如規(guī)模較大的小區(qū)或辦公場所，當(dāng)一個(gè)RRU出現(xiàn)故障更是需要跑很多地方才能夠找到，嚴(yán)重降低了其靈活性所帶來的好處。

2 分布式基站

2.1 概念

分布式基站結(jié)構(gòu)的核心概念就是把傳統(tǒng)宏基站基帶處理單元（BBU）和射頻處理單元（RRU）分離，把宏基站的基帶、主控、傳輸、時(shí)鐘等功能集成在一個(gè)稱為基帶單元BBU (Baseband Unit)的模塊上；把收發(fā)信機(jī)、功放等中射頻集成在另外一個(gè)稱為遠(yuǎn)端射頻單元RRU(Remote Radio Unit)模塊上，RRU安裝位置非常靈活，既可以安裝在BBU側(cè)，也可以安裝在天線側(cè)。射頻單元與基帶單元之間通過光纖連接，形成全新的分布式基站解決方案。

分布式基站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示：

圖1 分布式基站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在分布式基站中，BBU的功能主要是提供與傳輸設(shè)備、射頻模塊、外部時(shí)鐘源、網(wǎng)管連接的外部接口，實(shí)現(xiàn)信號傳輸、基站軟件自動升級、接收時(shí)鐘以及BBU在網(wǎng)管上維護(hù)的功能。BBU的原理圖如圖2所示：

圖2 BBU原理圖

RRU（Radio Remote Unit）是射頻拉遠(yuǎn)模塊，完成基帶信號和射頻信號的調(diào)制解調(diào)、數(shù)據(jù)處理、功率放大、駐波檢測等功能。RRU的主要功能包括三個(gè)方面，一是接收BBU發(fā)送的下行基帶數(shù)據(jù)，并向BBU發(fā)送上行基帶數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)與BBU的通信；二是接收通道通過天饋接收射頻信號，將接收信號下變頻至中頻信號，并進(jìn)行放大處理、模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D轉(zhuǎn)換)。發(fā)射通道完成下行信號濾波、數(shù)模轉(zhuǎn)換(D/A轉(zhuǎn)換)、射頻信號上變頻至發(fā)射頻段；三是提供射頻通道接收信號和發(fā)射信號復(fù)用功能，可使接收信號與發(fā)射信號共用一個(gè)天線通道，并對接收信號和發(fā)射信號提供濾波功能。

BBU和RRU之間采用光纖連接，接口一般基于CPRI或Ir協(xié)議的接口，可以穩(wěn)定的和主流設(shè)備商設(shè)備進(jìn)行對接，在實(shí)際應(yīng)用中，一般BBU和RRU均采用同一設(shè)備商的設(shè)備，RRU之間可以通過級聯(lián)的方式節(jié)省光纖資源。

2.2 分布式基站接口規(guī)范

分布式基站除了需要支持ETSI、3GPP、3GPP2等組織制定的有關(guān)無線接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)接口規(guī)范外，主要涉及的就是BBU和RRU之間的接口，即CPRI和Ir接口規(guī)范。

通用公共無線接口（CPRI）是由愛立信、華為、NEC、北電網(wǎng)絡(luò)及西門子公司發(fā)起成立的通用公共無線接口聯(lián)盟組織所制定的，該組織主要致力于基帶數(shù)據(jù)處理和無線設(shè)備之間的控制規(guī)范研究，并且對其他組織外廠商開放，任何遵循該規(guī)范的設(shè)備可以互通。

CPRI規(guī)范中包括傳輸、連通和控制這些所必需的要素。CPRI接口定義如圖3所示：

圖3 CPRI接口定義

RRU與BBU的接口（Ir）是由中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會提出并歸口，由信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院、中國移動集團(tuán)研究院、大唐電信科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)、中興通訊股份有限公司、鼎橋通信技術(shù)有限公司、中國普天信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司參與起草的接口規(guī)范，該規(guī)范主要用于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)。

Ir接口規(guī)范主要規(guī)定了2GHz TD-SCDMA無線接入網(wǎng)設(shè)備中Ir接口的功能要求、性能要求、業(yè)務(wù)要求、接口要求、操作維護(hù)要求、機(jī)械和環(huán)境要求、電源和接地要求、同步要求等[4]。BBU和RRU之間按照Ir接口協(xié)議通過光纖連接，完成基帶數(shù)據(jù)的傳輸。Ir接口協(xié)議支持星型連接、鏈形連接和環(huán)形連接等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使BBU+RRU更能靈活地組網(wǎng)。

2.3 應(yīng)用場景

在WCDMA網(wǎng)絡(luò)中，分布式基站主要被用來替代早期的光纖直放站。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，為了能夠迅速解決用戶室內(nèi)信號衰減的問題，沿用GSM網(wǎng)絡(luò)中的方法在WCDMA網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用了大量的光纖直放站，但是實(shí)際應(yīng)用表明，光纖直放站并不適用于該類型網(wǎng)絡(luò)，由于WCDMA屬于干擾受限系統(tǒng)，直放站在放大用戶信號的同時(shí)也放大了干擾信號，上行干擾有時(shí)被放大到令宿主基站退出服務(wù)的地步，而要降低干擾就需要大幅度降低放大增益，又令直放站失去了應(yīng)有的作用，因此在后期的深度覆蓋解決方案中大量采用了分布式基站。在實(shí)際應(yīng)用中，宏基站設(shè)備采用RRU上塔的方式將RRU安裝在鐵塔頂端，BBU安裝于塔底機(jī)房內(nèi)或遠(yuǎn)端機(jī)房內(nèi)。室內(nèi)分布系統(tǒng)或微蜂窩在用戶側(cè)安裝RRU連接分布系統(tǒng)，BBU安裝于遠(yuǎn)端機(jī)房內(nèi)。

分布式基站方案是一種無機(jī)房或機(jī)房位置不理想的情況下，經(jīng)濟(jì)快速的無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案，受到全球設(shè)備商巨頭愛立信、諾基亞的效仿，獲得全球著名移動運(yùn)營商Vodafone、Orange等的規(guī)模應(yīng)用。由于TD基站采用智能天線技術(shù)，對路徑的功率衰減更敏感，所以TD基站非常適合分布式架構(gòu)。

3 分布式基站的設(shè)備ID

3.1 分布式設(shè)備ID的概念

所謂設(shè)備ID，是在網(wǎng)絡(luò)中唯一確定單板或者設(shè)備的一串?dāng)?shù)字或字母，一般由生產(chǎn)廠家在出廠時(shí)就已經(jīng)確定并存儲于設(shè)備內(nèi)部，不能夠進(jìn)行修改。事實(shí)上在我們接觸到的各種信息化產(chǎn)品都有用來確認(rèn)的設(shè)備或軟件唯一性的代碼，通常叫做SerialNumber（序列號），有時(shí)也指“機(jī)器碼”。在分布式基站中，BBU部分除了各單板有唯一確定的設(shè)備ID，BBU機(jī)框一般也有特定的ID用來區(qū)分網(wǎng)元，如圖4所示：

圖4 華為BBU3900設(shè)備ID示例

RRU部分則一般有一個(gè)唯一確定的設(shè)備ID，一般標(biāo)識于設(shè)備側(cè)面。

3.2 設(shè)備ID查詢實(shí)例

為了更加清晰地了解設(shè)備ID在網(wǎng)絡(luò)中的表現(xiàn)形態(tài)，本文以華為GSM網(wǎng)絡(luò)和中興WCDMA網(wǎng)絡(luò)為例，通過網(wǎng)絡(luò)操作演示設(shè)備ID的查詢方法。

首先以華為GSM網(wǎng)絡(luò)為例，目前華為GSM BSS系統(tǒng)的監(jiān)控管理主要通過iManagerM 2000移動網(wǎng)元管理系統(tǒng)（簡稱M 2000）完成。M 2000是華為公司移動網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一管理平臺，可以統(tǒng)一管理華為公司的移動網(wǎng)元，包括UMTS網(wǎng)元、GSM網(wǎng)元、CDMA網(wǎng)元以及移動網(wǎng)絡(luò)中使用的IP組網(wǎng)設(shè)備等。M 2000具有如下幾個(gè)主要業(yè)務(wù)和功能：拓?fù)涔芾?、集中配置管理、集中故障處理、集中性能管理、集中軟件管理、集中安全管理、信令跟蹤、設(shè)備面板、系統(tǒng)管理。M 2000采用客戶端/服務(wù)器的工作方式?？蛻舳瞬捎肞C機(jī)，可以根據(jù)需要同時(shí)配置多個(gè)客戶端。除了服務(wù)器和客戶端外，M 2000系統(tǒng)還會根據(jù)實(shí)際組網(wǎng)的需要選配一些組網(wǎng)設(shè)備，如路由器、交換機(jī)、時(shí)隙交叉復(fù)用設(shè)備等。M 2000軟件分為客戶端軟件、服務(wù)器軟件和網(wǎng)元適配軟件，彼此之間互相獨(dú)立。客戶端軟件運(yùn)行在客戶端上，服務(wù)器軟件和網(wǎng)元適配軟件運(yùn)行在服務(wù)器上。M 2000系統(tǒng)通過網(wǎng)管上安裝的客戶端軟件和省公司網(wǎng)管中心的服務(wù)器進(jìn)行通信，網(wǎng)管中心的M 2000服務(wù)器在BSCBAM(或OMU板)之間轉(zhuǎn)發(fā)命令和數(shù)據(jù)。

M 2000的人機(jī)界面友好，可通過命令行或者圖形界面操作指令，其操作方式不再贅述，進(jìn)入M 2000命令行方式后，輸入命令DSPBTSBRD，填寫必要的小區(qū)參數(shù)，執(zhí)行后出現(xiàn)如下信息：

圖5 華為設(shè)備ID查詢圖例

其中條形碼即該設(shè)備ID。

中興WCDMA系統(tǒng)設(shè)備ID查詢相對更加簡單，它采用的NetNumen M 31(RAN)移動網(wǎng)元管理系統(tǒng)（簡稱M 31）是基于TMN（電信管理網(wǎng)）標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，既可以實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)元的日常操作維護(hù)，也可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)對多種不同類型的網(wǎng)元（GSM、TD-SCDMA和WCDMA）進(jìn)行集中、統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理功能。并對下級網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行集中管理，為上層應(yīng)用提供統(tǒng)一的接口。與網(wǎng)元層網(wǎng)管相比，移動網(wǎng)元管理系統(tǒng)主要的功能特點(diǎn)在于三點(diǎn)：一是側(cè)重全網(wǎng)的告警管理、性能統(tǒng)計(jì)和網(wǎng)元間的配置管理；二是可以為上層網(wǎng)管提供規(guī)則的網(wǎng)管北向接口；三是管理的范圍更廣，不僅可以管理中興通訊的設(shè)備，還可以管理第三方的設(shè)備。由于其人機(jī)界面良好，登入過程也不再敘述，這里僅給出查詢設(shè)備ID的命令實(shí)例。進(jìn)入M 31網(wǎng)管系統(tǒng)后，選擇資產(chǎn)管理（這里可能需要高級別的命令授權(quán)），如圖6所示：

圖6 中興設(shè)備ID查詢圖例

在此界面可以以RNC為單元導(dǎo)出所有單板包括RRU的資產(chǎn)序列號，資產(chǎn)序列號即為設(shè)備ID。

4 分布式基站設(shè)備ID管理

分布式基站基于設(shè)備ID的管理主要涉及三個(gè)方面，即建設(shè)流程管理、維護(hù)流程管理、搬遷流程管理，下面分別予以介紹。

4.1 設(shè)備ID信息的收集

4.1.1 建設(shè)流程

網(wǎng)絡(luò)建設(shè)涉及可行性研究、規(guī)劃設(shè)計(jì)、采購、到貨驗(yàn)收、安裝調(diào)測等一系列復(fù)雜的過程，在這里的管理只涉及到設(shè)備分貨、安裝調(diào)測流程，其流程圖如圖7所示：

圖7 分布式基站建設(shè)流程

4.1.2 操作規(guī)則

工程督導(dǎo)在進(jìn)行分貨運(yùn)輸前要登記設(shè)備ID，如果未開箱則無法登記，應(yīng)建立設(shè)備信息表空表交給運(yùn)輸安裝人員，設(shè)備安裝時(shí)應(yīng)進(jìn)行登記，該表格式如表1所示：

表1 設(shè)備信息表

設(shè)備運(yùn)輸?shù)桨惭b地點(diǎn)后，由安裝人員在安裝前記錄安裝設(shè)備的設(shè)備ID，這里切記應(yīng)當(dāng)安裝前記錄，一般設(shè)備ID信息長且安裝位置往往空間較為局促，如果安裝后再作記錄很不容易查看清楚，往往出現(xiàn)錯誤。安裝人員做好設(shè)備ID和安裝位置信息的登記后，即可按照規(guī)范進(jìn)行安裝，安裝完成后即可進(jìn)入下一步操作。

設(shè)備安裝完成后，設(shè)備信息表交回工程督導(dǎo)手中進(jìn)行匯總記錄，端口信息（一般指BBU側(cè)的端口）在設(shè)備安裝過程中由工程督導(dǎo)進(jìn)行分配，工程督導(dǎo)按照安裝設(shè)備信息表進(jìn)行數(shù)據(jù)制作。

設(shè)備制作完成后和工程安裝人員一起進(jìn)行設(shè)備的調(diào)測和前期登記信息的驗(yàn)證工作，信息驗(yàn)證正確后可以進(jìn)行加電測試、業(yè)務(wù)測試，按照原有調(diào)測流程進(jìn)行。

設(shè)備業(yè)務(wù)測試正常后，完整的設(shè)備信息表應(yīng)交于維護(hù)、監(jiān)控部門，用于后續(xù)的割接入網(wǎng)和日常維護(hù)。

4.2 設(shè)備ID信息的應(yīng)用

4.2.1 故障處理

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控人員在獲得設(shè)備信息表后，可在信息表中增加一列基站編號信息，以方便告警時(shí)進(jìn)行查找，但是共小區(qū)的RRU、同心圓小區(qū)、多頻小區(qū)的存在使得使用基站編號來查找故障的設(shè)備有時(shí)候存在困難。得益于設(shè)備廠商良好的網(wǎng)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)，一般設(shè)備告警上報(bào)信息中攜帶了該設(shè)備的設(shè)備ID信息，通過該信息可以在設(shè)備信息表中很快找到故障設(shè)備的位置和對應(yīng)的端口信息，同時(shí)也找到了該設(shè)備的具體位置，安排維護(hù)人員進(jìn)行現(xiàn)場處理即可。

在沒有明確告警信息的情況下，有時(shí)候通過用戶投訴或者一些網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵指標(biāo)分析，我們也能判斷出某個(gè)RRU設(shè)備存在問題，需要進(jìn)行現(xiàn)場處理，這時(shí)候就需要通過網(wǎng)管系統(tǒng)查找該設(shè)備的設(shè)備ID，然后通過設(shè)備信息表查找到該設(shè)備位置，安排人員進(jìn)行現(xiàn)場處理。

4.2.2 分體式基站的搬遷

基站設(shè)備投入運(yùn)營后，基于各種因素，有時(shí)候可能出現(xiàn)需要搬遷的情況，如由于業(yè)主關(guān)系協(xié)調(diào)的因素，RRU和天饋系統(tǒng)需要搬遷，由于供電問題，BBU也可能出現(xiàn)搬遷的情況，在搬遷的過程中，如果不能夠準(zhǔn)確確定設(shè)備位置和設(shè)備端口號，那么下一步工作就無從開展，因此，在搬遷開始前的第一步信息收集工作中就要完成設(shè)備ID的收集工作。

5 結(jié)論

設(shè)備ID信息的統(tǒng)計(jì)以及和設(shè)備安裝位置的精確對應(yīng)，使我們在網(wǎng)絡(luò)調(diào)測和故障處理時(shí)及時(shí)掌握設(shè)備情況，便于發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)際問題并予以解決，為了收集在網(wǎng)設(shè)備信息，焦作聯(lián)通公司已開始對所有在網(wǎng)RRU進(jìn)行了現(xiàn)場設(shè)備ID信息的統(tǒng)計(jì)和確認(rèn)工作，由于工作量巨大，預(yù)計(jì)需要數(shù)月時(shí)間才能統(tǒng)計(jì)完成。使用設(shè)備ID和其安裝位置的對應(yīng)標(biāo)，不僅僅對設(shè)備的調(diào)測和維護(hù)有好處，還可以進(jìn)行資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)管理、能耗統(tǒng)計(jì)管理等，通過精確的管理可以對連續(xù)統(tǒng)計(jì)的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并對結(jié)果進(jìn)行預(yù)測，發(fā)現(xiàn)有異常情況及時(shí)總結(jié)記錄，及時(shí)向相關(guān)部門進(jìn)行匯報(bào)，為解決網(wǎng)絡(luò)問題并保障業(yè)務(wù)順利開展做出了一定貢獻(xiàn)。由于設(shè)備ID信息在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)維護(hù)工作中的應(yīng)用能夠節(jié)約大量時(shí)間，雖然在網(wǎng)設(shè)備信息的統(tǒng)計(jì)尚未完成，但已經(jīng)統(tǒng)計(jì)的信息已經(jīng)發(fā)揮了巨大的作用，因此盡快推動設(shè)備ID信息的統(tǒng)計(jì)和在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用是非常必要的。

參考文獻(xiàn)：

[1]林軍，楊清濤．TD分布式基站技術(shù)探討[J]．通信與信息技術(shù)，2009(04)：54-56．

[2]華為技術(shù)有限公司．3900系列基站技術(shù)文檔[R]．2013．

[3]CPR I-003V1.0，通用公共無線接口（CPR I）規(guī)范V2.0[s]．

[4]YD/T 1855-2013，2GHz TD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)分布

Introduction of Distributed Base Station Device ID and Its Application

Fan Baoying He Xuefeng
(North China University ofWater Resourcesand Electric Power,Zhengzhou 450000,Henan)

Using the uniquenessof the ID of the distributed base station RRU device in themobile network tomake finemanage for the project construction,network maintenance,and fault handling,can solve the confusion caused by the separation between BBU and RRU,leading to unable to determine the network element port and its location.This paper introduces themethod of fine managementof distributed system from operation and workflow,and uses HuaweiGSM network and ZTEWCDMA network as an example to demonstrate themethod.It can be also applied to themanagementof sim ilar networks including LTE networks.Because of its fulluse of existing equipment,networkmanagementand other resources,and ithas high practicality and operability,italso can greatly shorten the time to determine the location of the network element,therefore enhances thework efficiency of engineering staff and networkmaintenance staff,and savesmanpowerand expenses foroperators.

distributed base station;mobile network;finemanagement;device ID

TN929.5

A

1008-6609(2017)06-0020-05

樊寶穎（1995-），女，河南溫縣人，本科，研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)工程。