一体化小基站在移动通信网络中的应用探讨.doc

doi 10 3969 j issn 1002 0802 一体化小基站在移动通信网络中的应用探讨 华志超 中国移动通信集团河北有限公司 河北省 石家庄市 050035 摘要摘要 随着移动互联网的发展 通信网络数据流量呈现爆炸式增长 宏蜂窝密度过高和站址资源 紧张 小基站已成为移动通信网络的主要解决方案和发展方向 正确把握小基站的适用场景和使 用原则 将在解决特殊区域的覆盖与容量问题上对宏基站形成有效补充 关键词关键词 一体化 小基站 移动通信 中图分类号 中图分类号 TN915 02文献标识码 文献标识码 A DISCUSSIONDISCUSSION ONON THETHE APPLICATIONAPPLICATION OFOF INTEGRATEDINTEGRATED MICROMICRO NODEBNODEB ININ MOBILEMOBILE COMMUNICATIONCOMMUNICATION NETWORKNETWORK Hua Zhichao China Mobile group Hebei Co Ltd HeBei Province Shi Jiazhuang 050035 Abstract With the development of mobile Internet data traffic of communication network shows explosive growth macro cellular density is too high and the site resources nervous small base station has become the main solution to the mobile communication network and the direction of development Application of scene correctly grasp thesmall base station and using principle will stand to form an effective supplement in solving the coverage and capacity problems on special area Key words Integration Micro NodeB Mobile communication 引言引言 随着网络建设规模的不断扩大和业务负荷的不 断增长 传统宏站和室内分布系统建设在物业协调 配套建设 深度和精确覆盖 扩容改造等方面的局 限性日益凸显 以皮站和飞站为代表的小基站技术 采用低成本 小型化 低功率 低功耗的即插即用 型接入设备 通过基于 IP 的有线宽带回传链路和 小基站网关接入运营商核心网 能较好的解决上述 问题 成为传统宏站和室内分布系统的有益补充 1 小基站概述小基站概述 4G 小基站是指单载波 20MHz 带宽 功率在 500mW 以下 集成了 BBU RRU 天线的一体化 基站 按照单载波功率大小又可细分为皮基站 Pico 100mW 500mW 覆盖半径 20 50 米 和 飞基站 Femto 100mW 以下 覆盖半径 10 20 米 两类 4G 小基站是一种低成本室内覆盖解决方案 可作为蜂窝网络的有效覆盖补充和容量扩充手段 主要用于网络覆盖或容量不足 建设难度相对较大 且具备自有回传资源的场景 一方面可用于家庭 小型企业 营业厅 超市等室内补盲补热场景 解 决室内深度覆盖不足 降低用户投诉 提升业务分 流能力 改善用户体验 另一方面 还可以作为应 对全业务竞争的家庭 企业无线应用综合平台 提 供家庭 企业市场进驻载体 增强用户粘性 协同 拓展宽带业务和数字化家庭 企业等增值业务 提 升客户价值 一体化微站具有部署灵活的优势 设备集成度 高 体积小 重量轻 支持小型化天线的一体化安 装 无需机房 可根据现场情况安装在墙面 抱杆 上 与宏站相比 施工难度 投入及维护成本方面 都有极大优势 工程安装便利 单站投资可以节省 35 左右 维护成本可以节省 40 左右 图 1 灯杆式一体化微站安装方式示意图 图 2 壁挂式一体化微站安装方式示意图 2 适用场景适用场景 4G 小基站建设要按照 室内补盲补热 SOHO 接入平台 协同大网规划 按需适度建设 的总体 思路开展 室内补盲补热就是要通过 4G 小基站建 设 以低成本 快速灵活的覆盖手段补充宏网覆盖 盲点和弱覆盖区域 SOHO 接入平台就是作为应对 全业务竞争的家庭 企业应用综合平台 提供家庭 企业市场进驻载体 增强用户粘性 协同拓展宽带 业务和数字化家庭 企业等增值业务 提升客户价 值 协同大网规划就是要在 4G 小基站建设的过程 中 和现有宏网在覆盖区域 容量规划 频率规划 互操作策略 全网指标统计等方面协同考虑 统筹 规划 按需适度建设就是要根据业务发展实际需求 组织实时建设 结合家庭 企业自有宽带资源和市 场推广策略 满足市场竞争的需要 4G 小基站设备可重点部署于室内无覆盖或容 量不足但具备回传资源的家庭和小型企业等场景 根据覆盖面积和用户容量需求的不同可采用不同的 设备类型和方案部署 对于单点覆盖面积百平米左右 并发用户 数少于 8 的家庭 酒店公寓单间 办公室等场景可 部署 4G 飞基站设备 满足室内深度覆盖 对于单点覆盖面积在数百至一千平米 并 发用户数大于 8 的沿街商铺 营业厅 开阔单间等 场景可部署 4G 皮基站设备满足覆盖和容量要求 对于覆盖面积在数千平米的小型企业 超 市 卖场 写字楼 教学楼等场景 可部署多台 4G 皮基站设备组网覆盖 对于建筑面积 1 万平米以上的大型开阔空 间建筑 如体育场馆 会展中心等 由于缺少墙体 和楼层隔离 皮基站间干扰不易控制 不建议采用 皮基站覆盖 对于建筑面积 1 万平米以上的有墙体 和楼层隔离的密集建筑场景 部署多台 4G 皮基站 设备组网覆盖可作为传统室分 MDAS 分布式皮 站等其他覆盖方案的补充方案 除用于整栋楼宇室内覆盖外 皮基站还可 用于已有室内覆盖场景的局部区域覆盖或容量增强 实现按需灵活精确覆盖或补充 除用于常规应用场景外 一体化小基站系 统还可用于对覆盖面积和容量要求不高的应急通信 或特殊应用场景 发挥其快速灵活 配套要求低等 优势 3 使用原则使用原则 1 频率规划 鉴于 4G 小基站主要用于室内覆盖 原则上使 用 E 频段 2320 MHz 2370MHz 作为主要工作频 段小站间可根据实际需求灵活选择同频或异频组网 方式 在重叠区域较大的场景采用异频组网 以减 少相互间的干扰 同频组网时尽量利用建筑物墙体 等空间隔离 时隙配比采用与室分相同配置 上下 行时隙配比采用 1UL 3DL 配置 特殊时隙配置采 用 10 2 2 为后续支持基于 TAI 的切换消息的转发 并 且减少寻呼对网关的压力 小基站的 TA 和宏网 TA 区分设置 为避免 TAI 数量的过多增加 建议 为每个 MSC POOL 范围内的所有 4G 小基站配置 一个单独的 TA 2 同步和回传 4G 小基站需支持并开启空口同步功能 通过 侦听周围基站的同步信号 保证相邻小区间同步 同步精度满足 频率同步误差不超过 2 5ppm 时 间同步误差不超过 1 5us 小基站设备主要部署于 室内 无法普遍采用宏基站基于卫星同步的方案 优先采用空口同步作为主要的同步方案 企业场景 及采用部署大量小站连续覆盖的区域可根据实际条 件采用 GPS 或 IEEE1588v2 同步方案 家庭场景一 般采用空口同步 小基站建设的回传系统原则上以自有宽带 自 有回传网络为主 因为小基站是完全通过 IP 网络实现与核心网的连接 因此如何保证业务的 QoS 服务等级 特别是语音业务的 QoS 要求非常关键 因此对于 IP 传输网络需要有一定的性 能要求 一般要求如下 满足语音业务 QoS 最低要求 a 时延 上行 200ms 下行 2 5s b 抖动 100ms c 丢 包率 100kbit s 满足视频电话及 PS384K 业务 QoS 最低要求 a 时延 100ms b 抖动 70ms c 丢包率 200kbit s 小基站与核心网的连接是完全通过 IP 网络实 现的 因此要保证 QoS 服务等级是非常关键的 尤其是语音业务的 QoS 所以要满足语音业务 QoS 视频电话及 PS384 业务 对于 IP 传输网络 必须要满足一定的性能要求 一般要求如下 满足语音业务 QoS 最低要求 带宽大于 100kbit s 上行时延小于 200ms 下行时 延小于 2 5s 丢包率小于 20 抖动小于 100ms 满足视频电话及 PS384K 业务 QoS 最低 要求 带宽大于 200kbit s 时延小于 100ms 丢包率小于 5 抖动小于 70ms 3 鉴权认证 4G 小基站的安全认证方式有数字证书认证和 USIM 卡认证 数字证书实现设备认证 是国际标 准方案 安全性高 组网简单 相对成本低 证书 配置在安全网关 推荐使用证书认证方案 当前也 可以使用 USIM 软 USIM 的方式作为认证的过渡方 案 4 供电系统 4G 皮基站设备在传输设备和基站设备具备能 力的前提下 首选支持 POE POE 的交换机 ONU 设备对基站设备进行供电 不具备支持能力 时视实际部署环境采用交流或直流供电方式供电 4G 皮基站设备优选可靠电源 应结合用户级别 业务特点 覆盖场景等多方面情况控制在有需要的 热点使用 4G 飞基站设备主要采用就近交流供电 方式 电源由家庭用户提供 4 移动性管理移动性管理 1 重选与切换 切换主要分为两大类 微基站小区和微基站小 区之间的切换 微基站小区和宏峰窝小区之间的切 换 而微基站小区和宏峰窝之间的切换 又包括微 基站小区向宏峰窝的切换 宏峰窝向微基站小区的 切换 小基站小区之间的切换及微基站小区向宏峰窝 的切换 只要通过 SON 或手工 在微基站小区中 设置相应的邻区列表即可 原则上在能建立 X2 路 由的场景下 建议采用 X2 切换 无 X2 接口时 采用 S1 切换 当有网关部署下 异厂商小站间采 用 S1 切换 但宏峰窝小区向微基站小区的切换中 由于宏 峰窝周边的微基站小区可能有很多 但宏峰窝可用 的邻区列表数量有限 同时还有很多已被宏峰窝小 区之间的邻区列表所使用 所以在处理宏峰窝向微 基站小区方向的切换关系时 需要谨慎设置 原则 上应只对建筑物入口覆盖处配置宏站到皮站的 S1 切换 宏站通过 SON 或手工配置皮站邻区 当宏 站切换到皮站时 若现网设备不支持 28 位基站 ID 使用皮站的虚拟网关 20 位基站 ID 作为目标 基站 ID 虚拟网关作为切换代理 当现网设备支 持 28 位 ID 后 使用皮站的 28 位基站 ID 作为目 标基站 ID 采取标准切换流程 对于部署在家庭 的飞站 不配置宏站到飞站的切换 2 网间互操作 4G 小基站系统支持与 2 3G 的互操作 小基站 的互操作配置策略与宏网一致 对于语音业务互操 作 小站支持 CSFB 功能 为支持 CSFB 需要在 小基站接入的 MME 配置小基站所在的 TA 与宏网 LAC 间的对应关系 对数据业务互操作 小站应支持到 2 3G 的重 选和数据业务连接态重定向功能 结语结语 随着 TD LTE 网络的大力发展 在网络全方 位布局建设过程中 会遇到诸如特殊覆盖场景 成 本敏感等问题 而一体化小基站作为一种高效的解 决方案 能较好的解决这些问题 是 4G 移动业务 部署中不可缺少的手段之一 对于全业务运营商而 言 在网络 业务不断融合的大背景下 一体化小 基站也必将成为融合网络和业务的重要组成部分 是向用户提供更多优质网络业务的最好途径 参考文献 参考文献 此处填入参考文献 1 的内容 小 5 宋体 此处填入参考文献 1 对应的英文翻译 1 此处填入参考文献 2 的内容 此处填入参考文献 2 对应的英文翻译 1 周涛 邵震 韦乐平 移动互联网崛起对移动网络的 影响及对策探讨 J 电信科学 2013 3 2 贺彬 四网协同发展对移动互联网新挑战 J 网络电 信 2012 11 3 Michael F Emerging Smartphone trends the next wave in the data tsunami http www arieso Com 2010 4 Advancing 3GPP Networ