《电子技术应用》

Femto室内覆盖的优势分析

来源:《移动通信》 作者:唐艳超1 裴小燕2
2010/8/25 11:11:47

   引言
       Femto又称家庭基站,是一种低发射功率,小范围覆盖,  以固定宽带接入网络为回程,主要面向家庭客户应用的家庭基站设备。Femto技术作为WCDMA宏蜂窝的补充,能够使运营商以更低的代价为家庭用户提供更好的无线宽带语音及数据业务。由于其具有安装方便,快速部署,成本低廉等优势,也被业界认为是一种室内覆盖的解决方案。
       本文从Femto室内覆盖的解决方案介绍入手,与3G室内分布和WLAN进行对比,分析Femto室内覆盖的优势,最后给出了应用建议。
    Femto室内覆盖解决方案介绍

                  图1 Femto组网结构图
       如上图所示,Femto接入网络主要由家庭基站网关(HNB GW)、家庭基站(HNB)和家庭基站的网管系统(HMS)构成。HNB为放置在用户家里的CPE设备,它集成了NodeB和RNC的大部分功能,通过公共IP网络连接到HNB GW,HNB GW通过Iu接口连接到核心网。为了尽可能不影响现有的网络结构,3GPP在对3G家庭基站的标准研究制定中始终强调家庭基站必须能兼容Release 8版本之前的终端与核心网络(特别是终端),并且对无线网络UTRAN的影响也应尽可能小。从核心网来看,HNB接入网是“RNC”,HNB GW通过标准的Iu接口接入到核心网;从UE侧来看,HNB接入网是“NodeB”,HNB与UE采用标准的Uu接口进行通信。
       Femto室内覆盖优势分析
       组网方式分析
       从组网方式上来看,传统的室分覆盖根据信源不同可以分为以下几种组网方式:直放站+室内分布式系统,包括射频直放站和光纤直放站;RRU+室内分布式系统;微蜂窝基站+室内分布式系统;宏蜂窝基站+室内分布式系统。其中室内分布式系统主要由馈钱(一般采用1/2’’馈钱),吸顶天线耦合器,功分器,干线放大器等组成。
       WLAN的组网方式分为单独布放方式和馈入室内分布式系统两种组网方式。其中单独布放模式相对比较简单,对于酒店、咖啡厅等室内热点地区可采用具备自带天线的WLAN设备单独布放进行覆盖,为了满足对于室内不规则区域的覆盖要求,WLAN设备可根据工程需要选择不同增益,不同方向性的天线。单独布放型AP设备多应用于不具备室内分布系统的室内环境;馈入室内分布式系统的组网方式一般用于具备室内分布系统,且室内分布式系统支持2.4G频段的建筑物内,采用室内分布型WLAN设备利用既有分布系统实现对于建筑物的覆盖。室内分布型WLAN设备不自带天线,但具备和室内分布系统的接口。室内分布型AP设备发射功率较室内放装型WLAN设备高,通常布放于机房等室内分布系统前端,通过合路器将射频信号馈入已有室内分布系统。
        Femto的组网方式相对比较简单,Femto一般部署在有宽带接入、且3G覆盖不好或无3G覆盖的楼宇场所。用户可以自行安装,用户只需要插上电源,连接好网线,Femto就可以通过自配置、自优化功能连接到3G核心网,为用户提供3G业务接入。
       从上述三种技术的组网方式来看,Femto的部署方式最为简单,能够快速部署。WLAN的单独布放方式的组网模式也较为简单,能够快速部署,馈入分布式系统的组网方式相对较复杂,需要核实室内分布式系统各元器件是否支持WLAN频段,还要选择合适的馈入点。室内分布式系统的部署方式最为复杂,需要进行详细的规划和设计,需要安装布放馈线和天线,施工工程量大。
       成本分析
                  表1 室分系统、Femto和WLAN建网成本构成表
    上表给出了三种室内覆盖解决方案的主要成本构成。
     从主设备来看,室分系统根据信源不同,将需要直放站、RRU、微基站和宏基站中的一种作为信源,一般价格在5000~25000元左右;一个Femto AP的价格在1200元左右;WLAN AP的价格一般在1000~3000元左右;因此从主设备来看,室分系统远高于Femto和WLAN。
    从辅材来看,室分系统需要馈线,功分器,耦合器、天线等设备,有的还需要干放设备;Femto则只需要一根网线即可完成安装;WLAN则需要网线和合路器(馈入分布式系统时使用;所以从辅材成本来看,Femto是最低的,室分系统远高于Femto和WLAN。
    从安装与施工来看,根据前面的组网方式,室分系统需要进行馈线的布放和天线的安装,施工工程量大;Femto由用户自行安装,不需要施工;WLAN对于馈入室分系统这种方式需要少量的施工。
    从配套设施来看,室分系统一般需要机房、传输和电源;Femto仅需要有宽带接入即可;WLAN仅需要宽带接入或者传输即可。
     从运营成本上来看,室分系统需要支付机房租赁费和电费,而Femto和WLAN一般由用户自己承担。
     综上所述,三种室分覆盖解决方案中,室分系统的成本要远高于另外两种,Femto的成本最低,与室分系统相比具有较大的成本优势。
     用户体验分析
    从用户体验上来看,室内分布式系统的覆盖最好,与宏网络之间能够进行无缝切换,设备稳定性也最好,能够为用户提供电信级的服务。从容量来看,室内分布式系统如果采用微基站、宏基站、或者RRU,容量还是有保证的,如果采用直放站方式,则室内用户与室外用户共享容量,用户的业务体验很难保证,同时还会对宿主基站产生一定的干扰。
    Femto的用户体验与室分系统相比,覆盖范围有限,与宏网络仅能单向切换(仅能从Femto切换到宏网络),系统稳定性也差于室分系统,因此用户体验略差于室分系统。
    WLAN覆盖在业务体验上与前两种方式相比,业务相对比较单一,仅能提供数据业务,数据业务的用户体验较好。与Femto相比,Femto不需要3G用户更换终端,而WLAN则要求终端支持Wifi,目前很多3G终端不支持Wifi,用户如果想使用wifi,则需要更换支持Wifi的终端。
    应用建议
    从前面的分析可以看出,Femto能够快速部署,且成本低廉,比较适合有宽带接入,且3G覆盖不好的家庭用户;而对于比较重要的热点区域,如写字楼、酒店等,仍然采用室分系统来为用户提供电信级的服务。而对于企业用户,由于目前企业级Femto在技术上仍不成熟(尤其是Femto之间的切换以及与宏基站的双向切换成熟之前),建议优先采用室内分布系统,在无法布放室内分布系统的区域,再考虑Femto产品。
     WLAN主要考虑热点地区的覆盖,与Femto和室分系统是互为补充的关系。WLAN不仅能为用户提供更高速率的数据业务,还能分流3G核心网的流量,降低3G核心网的负荷。
                      
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