分布式基站设备ID介绍及其应用

樊宝颖 何雪峰

(华北水利水电大学，河南 郑州 450000）

分布式基站设备ID介绍及其应用

樊宝颖 何雪峰

(华北水利水电大学，河南 郑州 450000）

利用移动网分布式基站RRU设备ID在网内的唯一性，对工程建设、网络维护、故障处理进行精细化管理，解决了BBU室内基带处理单元和RRU远端射频单元分离导致无法确定网元端口及其位置所造成的混乱。本文从操作和工作流程入手介绍了分布式系统精细化管理的方法，并以华为GSM网络和中兴WCDMA网络为实例进行了演示，该方法也适用于包括LTE网络在内的类似网络的管理。因为其完全利用现有设备、网管等资源，可操作性及实用性强，可大大缩短确定网元位置的时间，从而提高工程建设人员、网络维护人员的工作效率，为运营商节约人力和开销。

分布式基站；移动网；精细化管理；设备ID

1 引言

分布式基站具有低成本、环境适应性强、工程建设方便的优势，尤其是在未来的移动网络中，将得到非常广泛的应用。从目前来看，主流设备商华为、中兴在GSM、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000、LTE都有分布式基站产品，并且还在不断加大分布式基站产品研发。而运营商方面，受到目前网络建设场地、业主关系协调、人力、成本等方面的限制，在网络中采用了大量的分布式基站，在个别城市，分布式基站在新建基站中的比例高达80%，已经成为运营商攻城略地、占领市场的重要武器。分布式基站的灵活性使其得到快速应用的同时也给网络建设和维护带来了很大的麻烦，由于连接光口和数据制作的灵活性，使得网管侧很多RRU（远端射频单元）的位置不明确，且无法确认和其相连接的BBU，开通时需要不断测试才能找到。在复杂应用场景，如规模较大的小区或办公场所，当一个RRU出现故障更是需要跑很多地方才能够找到，严重降低了其灵活性所带来的好处。

2 分布式基站

2.1 概念

分布式基站结构的核心概念就是把传统宏基站基带处理单元（BBU）和射频处理单元（RRU）分离，把宏基站的基带、主控、传输、时钟等功能集成在一个称为基带单元BBU (Baseband Unit)的模块上；把收发信机、功放等中射频集成在另外一个称为远端射频单元RRU(Remote Radio Unit)模块上，RRU安装位置非常灵活，既可以安装在BBU侧，也可以安装在天线侧。射频单元与基带单元之间通过光纤连接，形成全新的分布式基站解决方案。

分布式基站的系统结构如图1所示：

图1 分布式基站的系统结构

在分布式基站中，BBU的功能主要是提供与传输设备、射频模块、外部时钟源、网管连接的外部接口，实现信号传输、基站软件自动升级、接收时钟以及BBU在网管上维护的功能。BBU的原理图如图2所示：

图2 BBU原理图

RRU（Radio Remote Unit）是射频拉远模块，完成基带信号和射频信号的调制解调、数据处理、功率放大、驻波检测等功能。RRU的主要功能包括三个方面，一是接收BBU发送的下行基带数据，并向BBU发送上行基带数据，实现与BBU的通信；二是接收通道通过天馈接收射频信号，将接收信号下变频至中频信号，并进行放大处理、模数转换(A/D转换)。发射通道完成下行信号滤波、数模转换(D/A转换)、射频信号上变频至发射频段；三是提供射频通道接收信号和发射信号复用功能，可使接收信号与发射信号共用一个天线通道，并对接收信号和发射信号提供滤波功能。

BBU和RRU之间采用光纤连接，接口一般基于CPRI或Ir协议的接口，可以稳定的和主流设备商设备进行对接，在实际应用中，一般BBU和RRU均采用同一设备商的设备，RRU之间可以通过级联的方式节省光纤资源。

2.2 分布式基站接口规范

分布式基站除了需要支持ETSI、3GPP、3GPP2等组织制定的有关无线接入网网络的相关接口规范外，主要涉及的就是BBU和RRU之间的接口，即CPRI和Ir接口规范。

通用公共无线接口（CPRI）是由爱立信、华为、NEC、北电网络及西门子公司发起成立的通用公共无线接口联盟组织所制定的，该组织主要致力于基带数据处理和无线设备之间的控制规范研究，并且对其他组织外厂商开放，任何遵循该规范的设备可以互通。

CPRI规范中包括传输、连通和控制这些所必需的要素。CPRI接口定义如图3所示：

图3 CPRI接口定义

RRU与BBU的接口（Ir）是由中国通信标准化协会提出并归口，由信息产业部电信研究院、中国移动集团研究院、大唐电信科技产业集团、中兴通讯股份有限公司、鼎桥通信技术有限公司、中国普天信息产业股份有限公司参与起草的接口规范，该规范主要用于TD-SCDMA网络。

Ir接口规范主要规定了2GHz TD-SCDMA无线接入网设备中Ir接口的功能要求、性能要求、业务要求、接口要求、操作维护要求、机械和环境要求、电源和接地要求、同步要求等[4]。BBU和RRU之间按照Ir接口协议通过光纤连接，完成基带数据的传输。Ir接口协议支持星型连接、链形连接和环形连接等网络拓扑结构，使BBU+RRU更能灵活地组网。

2.3 应用场景

在WCDMA网络中，分布式基站主要被用来替代早期的光纤直放站。网络建设初期，为了能够迅速解决用户室内信号衰减的问题，沿用GSM网络中的方法在WCDMA网络中应用了大量的光纤直放站，但是实际应用表明，光纤直放站并不适用于该类型网络，由于WCDMA属于干扰受限系统，直放站在放大用户信号的同时也放大了干扰信号，上行干扰有时被放大到令宿主基站退出服务的地步，而要降低干扰就需要大幅度降低放大增益，又令直放站失去了应有的作用，因此在后期的深度覆盖解决方案中大量采用了分布式基站。在实际应用中，宏基站设备采用RRU上塔的方式将RRU安装在铁塔顶端，BBU安装于塔底机房内或远端机房内。室内分布系统或微蜂窝在用户侧安装RRU连接分布系统，BBU安装于远端机房内。

分布式基站方案是一种无机房或机房位置不理想的情况下，经济快速的无线网络建设方案，受到全球设备商巨头爱立信、诺基亚的效仿，获得全球著名移动运营商Vodafone、Orange等的规模应用。由于TD基站采用智能天线技术，对路径的功率衰减更敏感，所以TD基站非常适合分布式架构。

3 分布式基站的设备ID

3.1 分布式设备ID的概念

所谓设备ID，是在网络中唯一确定单板或者设备的一串数字或字母，一般由生产厂家在出厂时就已经确定并存储于设备内部，不能够进行修改。事实上在我们接触到的各种信息化产品都有用来确认的设备或软件唯一性的代码，通常叫做SerialNumber（序列号），有时也指“机器码”。在分布式基站中，BBU部分除了各单板有唯一确定的设备ID，BBU机框一般也有特定的ID用来区分网元，如图4所示：

图4 华为BBU3900设备ID示例

RRU部分则一般有一个唯一确定的设备ID，一般标识于设备侧面。

3.2 设备ID查询实例

为了更加清晰地了解设备ID在网络中的表现形态，本文以华为GSM网络和中兴WCDMA网络为例，通过网络操作演示设备ID的查询方法。

首先以华为GSM网络为例，目前华为GSM BSS系统的监控管理主要通过iManagerM 2000移动网元管理系统（简称M 2000）完成。M 2000是华为公司移动网络统一管理平台，可以统一管理华为公司的移动网元，包括UMTS网元、GSM网元、CDMA网元以及移动网络中使用的IP组网设备等。M 2000具有如下几个主要业务和功能：拓扑管理、集中配置管理、集中故障处理、集中性能管理、集中软件管理、集中安全管理、信令跟踪、设备面板、系统管理。M 2000采用客户端/服务器的工作方式。客户端采用PC机，可以根据需要同时配置多个客户端。除了服务器和客户端外，M 2000系统还会根据实际组网的需要选配一些组网设备，如路由器、交换机、时隙交叉复用设备等。M 2000软件分为客户端软件、服务器软件和网元适配软件，彼此之间互相独立。客户端软件运行在客户端上，服务器软件和网元适配软件运行在服务器上。M 2000系统通过网管上安装的客户端软件和省公司网管中心的服务器进行通信，网管中心的M 2000服务器在BSCBAM(或OMU板)之间转发命令和数据。

M 2000的人机界面友好，可通过命令行或者图形界面操作指令，其操作方式不再赘述，进入M 2000命令行方式后，输入命令DSPBTSBRD，填写必要的小区参数，执行后出现如下信息：

图5 华为设备ID查询图例

其中条形码即该设备ID。

中兴WCDMA系统设备ID查询相对更加简单，它采用的NetNumen M 31(RAN)移动网元管理系统（简称M 31）是基于TMN（电信管理网）标准的网络管理系统，既可以实现对网元的日常操作维护，也可以实现同时对多种不同类型的网元（GSM、TD-SCDMA和WCDMA）进行集中、统一的网络管理功能。并对下级网管系统进行集中管理，为上层应用提供统一的接口。与网元层网管相比，移动网元管理系统主要的功能特点在于三点：一是侧重全网的告警管理、性能统计和网元间的配置管理；二是可以为上层网管提供规则的网管北向接口；三是管理的范围更广，不仅可以管理中兴通讯的设备，还可以管理第三方的设备。由于其人机界面良好，登入过程也不再叙述，这里仅给出查询设备ID的命令实例。进入M 31网管系统后，选择资产管理（这里可能需要高级别的命令授权），如图6所示：

图6 中兴设备ID查询图例

在此界面可以以RNC为单元导出所有单板包括RRU的资产序列号，资产序列号即为设备ID。

4 分布式基站设备ID管理

分布式基站基于设备ID的管理主要涉及三个方面，即建设流程管理、维护流程管理、搬迁流程管理，下面分别予以介绍。

4.1 设备ID信息的收集

4.1.1 建设流程

网络建设涉及可行性研究、规划设计、采购、到货验收、安装调测等一系列复杂的过程，在这里的管理只涉及到设备分货、安装调测流程，其流程图如图7所示：

图7 分布式基站建设流程

4.1.2 操作规则

工程督导在进行分货运输前要登记设备ID，如果未开箱则无法登记，应建立设备信息表空表交给运输安装人员，设备安装时应进行登记，该表格式如表1所示：

表1 设备信息表

设备运输到安装地点后，由安装人员在安装前记录安装设备的设备ID，这里切记应当安装前记录，一般设备ID信息长且安装位置往往空间较为局促，如果安装后再作记录很不容易查看清楚，往往出现错误。安装人员做好设备ID和安装位置信息的登记后，即可按照规范进行安装，安装完成后即可进入下一步操作。

设备安装完成后，设备信息表交回工程督导手中进行汇总记录，端口信息（一般指BBU侧的端口）在设备安装过程中由工程督导进行分配，工程督导按照安装设备信息表进行数据制作。

设备制作完成后和工程安装人员一起进行设备的调测和前期登记信息的验证工作，信息验证正确后可以进行加电测试、业务测试，按照原有调测流程进行。

设备业务测试正常后，完整的设备信息表应交于维护、监控部门，用于后续的割接入网和日常维护。

4.2 设备ID信息的应用

4.2.1 故障处理

网络监控人员在获得设备信息表后，可在信息表中增加一列基站编号信息，以方便告警时进行查找，但是共小区的RRU、同心圆小区、多频小区的存在使得使用基站编号来查找故障的设备有时候存在困难。得益于设备厂商良好的网管系统设计，一般设备告警上报信息中携带了该设备的设备ID信息，通过该信息可以在设备信息表中很快找到故障设备的位置和对应的端口信息，同时也找到了该设备的具体位置，安排维护人员进行现场处理即可。

在没有明确告警信息的情况下，有时候通过用户投诉或者一些网络关键指标分析，我们也能判断出某个RRU设备存在问题，需要进行现场处理，这时候就需要通过网管系统查找该设备的设备ID，然后通过设备信息表查找到该设备位置，安排人员进行现场处理。

4.2.2 分体式基站的搬迁

基站设备投入运营后，基于各种因素，有时候可能出现需要搬迁的情况，如由于业主关系协调的因素，RRU和天馈系统需要搬迁，由于供电问题，BBU也可能出现搬迁的情况，在搬迁的过程中，如果不能够准确确定设备位置和设备端口号，那么下一步工作就无从开展，因此，在搬迁开始前的第一步信息收集工作中就要完成设备ID的收集工作。

5 结论

设备ID信息的统计以及和设备安装位置的精确对应，使我们在网络调测和故障处理时及时掌握设备情况，便于发现网络中的实际问题并予以解决，为了收集在网设备信息，焦作联通公司已开始对所有在网RRU进行了现场设备ID信息的统计和确认工作，由于工作量巨大，预计需要数月时间才能统计完成。使用设备ID和其安装位置的对应标，不仅仅对设备的调测和维护有好处，还可以进行资产统计管理、能耗统计管理等，通过精确的管理可以对连续统计的各类数据进行分析，并对结果进行预测，发现有异常情况及时总结记录，及时向相关部门进行汇报，为解决网络问题并保障业务顺利开展做出了一定贡献。由于设备ID信息在网络建设维护工作中的应用能够节约大量时间，虽然在网设备信息的统计尚未完成，但已经统计的信息已经发挥了巨大的作用，因此尽快推动设备ID信息的统计和在网络中的应用是非常必要的。

参考文献：

[1]林军，杨清涛．TD分布式基站技术探讨[J]．通信与信息技术，2009(04)：54-56．

[2]华为技术有限公司．3900系列基站技术文档[R]．2013．

[3]CPR I-003V1.0，通用公共无线接口（CPR I）规范V2.0[s]．

[4]YD/T 1855-2013，2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网分布

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

樊宝颖（1995-），女，河南温县人，本科，研究方向为网络工程。