Femto室內覆蓋的優(yōu)勢分析
來源:《移動通信》
唐艷超1 裴小燕2
(1.中訊郵電咨詢設計院有限公司 北京 100048;2中國聯(lián)通技術部 北京 100140)
摘要: 本文從Femto室內覆蓋的解決方案介紹入手,與3G室內分布和WLAN進行對比,分析Femto室內覆蓋的優(yōu)勢,最后給出了應用建議。
Abstract:
Key words :
引言
Femto又稱家庭基站,是一種低發(fā)射功率,小范圍覆蓋, 以固定寬帶接入網(wǎng)絡為回程,主要面向家庭客戶應用的家庭基站設備。Femto技術作為WCDMA宏蜂窩的補充,能夠使運營商以更低的代價為家庭用戶提供更好的無線寬帶語音及數(shù)據(jù)業(yè)務。由于其具有安裝方便,快速部署,成本低廉等優(yōu)勢,也被業(yè)界認為是一種室內覆蓋的解決方案。
本文從Femto室內覆蓋的解決方案介紹入手,與3G室內分布和WLAN進行對比,分析Femto室內覆蓋的優(yōu)勢,最后給出了應用建議。
Femto室內覆蓋解決方案介紹
圖1 Femto組網(wǎng)結構圖
如上圖所示,F(xiàn)emto接入網(wǎng)絡主要由家庭基站網(wǎng)關(HNB GW)、家庭基站(HNB)和家庭基站的網(wǎng)管系統(tǒng)(HMS)構成。HNB為放置在用戶家里的CPE設備,它集成了NodeB和RNC的大部分功能,通過公共IP網(wǎng)絡連接到HNB GW,HNB GW通過Iu接口連接到核心網(wǎng)。為了盡可能不影響現(xiàn)有的網(wǎng)絡結構,3GPP在對3G家庭基站的標準研究制定中始終強調家庭基站必須能兼容Release 8版本之前的終端與核心網(wǎng)絡(特別是終端),并且對無線網(wǎng)絡UTRAN的影響也應盡可能小。從核心網(wǎng)來看,HNB接入網(wǎng)是“RNC”,HNB GW通過標準的Iu接口接入到核心網(wǎng);從UE側來看,HNB接入網(wǎng)是“NodeB”,HNB與UE采用標準的Uu接口進行通信。
Femto室內覆蓋優(yōu)勢分析
組網(wǎng)方式分析
從組網(wǎng)方式上來看,傳統(tǒng)的室分覆蓋根據(jù)信源不同可以分為以下幾種組網(wǎng)方式:直放站+室內分布式系統(tǒng),包括射頻直放站和光纖直放站;RRU+室內分布式系統(tǒng);微蜂窩基站+室內分布式系統(tǒng);宏蜂窩基站+室內分布式系統(tǒng)。其中室內分布式系統(tǒng)主要由饋錢(一般采用1/2’’饋錢),吸頂天線,耦合器,功分器,干線放大器等組成。
WLAN的組網(wǎng)方式分為單獨布放方式和饋入室內分布式系統(tǒng)兩種組網(wǎng)方式。其中單獨布放模式相對比較簡單,對于酒店、咖啡廳等室內熱點地區(qū)可采用具備自帶天線的WLAN設備單獨布放進行覆蓋,為了滿足對于室內不規(guī)則區(qū)域的覆蓋要求,WLAN設備可根據(jù)工程需要選擇不同增益,不同方向性的天線。單獨布放型AP設備多應用于不具備室內分布系統(tǒng)的室內環(huán)境;饋入室內分布式系統(tǒng)的組網(wǎng)方式一般用于具備室內分布系統(tǒng),且室內分布式系統(tǒng)支持2.4G頻段的建筑物內,采用室內分布型WLAN設備利用既有分布系統(tǒng)實現(xiàn)對于建筑物的覆蓋。室內分布型WLAN設備不自帶天線,但具備和室內分布系統(tǒng)的接口。室內分布型AP設備發(fā)射功率較室內放裝型WLAN設備高,通常布放于機房等室內分布系統(tǒng)前端,通過合路器將射頻信號饋入已有室內分布系統(tǒng)。
Femto的組網(wǎng)方式相對比較簡單,F(xiàn)emto一般部署在有寬帶接入、且3G覆蓋不好或無3G覆蓋的樓宇場所。用戶可以自行安裝,用戶只需要插上電源,連接好網(wǎng)線,F(xiàn)emto就可以通過自配置、自優(yōu)化功能連接到3G核心網(wǎng),為用戶提供3G業(yè)務接入。
從上述三種技術的組網(wǎng)方式來看,F(xiàn)emto的部署方式最為簡單,能夠快速部署。WLAN的單獨布放方式的組網(wǎng)模式也較為簡單,能夠快速部署,饋入分布式系統(tǒng)的組網(wǎng)方式相對較復雜,需要核實室內分布式系統(tǒng)各元器件是否支持WLAN頻段,還要選擇合適的饋入點。室內分布式系統(tǒng)的部署方式最為復雜,需要進行詳細的規(guī)劃和設計,需要安裝布放饋線和天線,施工工程量大。
成本分析
表1 室分系統(tǒng)、Femto和WLAN建網(wǎng)成本構成表
如上圖所示,F(xiàn)emto接入網(wǎng)絡主要由家庭基站網(wǎng)關(HNB GW)、家庭基站(HNB)和家庭基站的網(wǎng)管系統(tǒng)(HMS)構成。HNB為放置在用戶家里的CPE設備,它集成了NodeB和RNC的大部分功能,通過公共IP網(wǎng)絡連接到HNB GW,HNB GW通過Iu接口連接到核心網(wǎng)。為了盡可能不影響現(xiàn)有的網(wǎng)絡結構,3GPP在對3G家庭基站的標準研究制定中始終強調家庭基站必須能兼容Release 8版本之前的終端與核心網(wǎng)絡(特別是終端),并且對無線網(wǎng)絡UTRAN的影響也應盡可能小。從核心網(wǎng)來看,HNB接入網(wǎng)是“RNC”,HNB GW通過標準的Iu接口接入到核心網(wǎng);從UE側來看,HNB接入網(wǎng)是“NodeB”,HNB與UE采用標準的Uu接口進行通信。
Femto室內覆蓋優(yōu)勢分析
組網(wǎng)方式分析
從組網(wǎng)方式上來看,傳統(tǒng)的室分覆蓋根據(jù)信源不同可以分為以下幾種組網(wǎng)方式:直放站+室內分布式系統(tǒng),包括射頻直放站和光纖直放站;RRU+室內分布式系統(tǒng);微蜂窩基站+室內分布式系統(tǒng);宏蜂窩基站+室內分布式系統(tǒng)。其中室內分布式系統(tǒng)主要由饋錢(一般采用1/2’’饋錢),吸頂天線,耦合器,功分器,干線放大器等組成。
WLAN的組網(wǎng)方式分為單獨布放方式和饋入室內分布式系統(tǒng)兩種組網(wǎng)方式。其中單獨布放模式相對比較簡單,對于酒店、咖啡廳等室內熱點地區(qū)可采用具備自帶天線的WLAN設備單獨布放進行覆蓋,為了滿足對于室內不規(guī)則區(qū)域的覆蓋要求,WLAN設備可根據(jù)工程需要選擇不同增益,不同方向性的天線。單獨布放型AP設備多應用于不具備室內分布系統(tǒng)的室內環(huán)境;饋入室內分布式系統(tǒng)的組網(wǎng)方式一般用于具備室內分布系統(tǒng),且室內分布式系統(tǒng)支持2.4G頻段的建筑物內,采用室內分布型WLAN設備利用既有分布系統(tǒng)實現(xiàn)對于建筑物的覆蓋。室內分布型WLAN設備不自帶天線,但具備和室內分布系統(tǒng)的接口。室內分布型AP設備發(fā)射功率較室內放裝型WLAN設備高,通常布放于機房等室內分布系統(tǒng)前端,通過合路器將射頻信號饋入已有室內分布系統(tǒng)。
Femto的組網(wǎng)方式相對比較簡單,F(xiàn)emto一般部署在有寬帶接入、且3G覆蓋不好或無3G覆蓋的樓宇場所。用戶可以自行安裝,用戶只需要插上電源,連接好網(wǎng)線,F(xiàn)emto就可以通過自配置、自優(yōu)化功能連接到3G核心網(wǎng),為用戶提供3G業(yè)務接入。
從上述三種技術的組網(wǎng)方式來看,F(xiàn)emto的部署方式最為簡單,能夠快速部署。WLAN的單獨布放方式的組網(wǎng)模式也較為簡單,能夠快速部署,饋入分布式系統(tǒng)的組網(wǎng)方式相對較復雜,需要核實室內分布式系統(tǒng)各元器件是否支持WLAN頻段,還要選擇合適的饋入點。室內分布式系統(tǒng)的部署方式最為復雜,需要進行詳細的規(guī)劃和設計,需要安裝布放饋線和天線,施工工程量大。
成本分析
表1 室分系統(tǒng)、Femto和WLAN建網(wǎng)成本構成表

上表給出了三種室內覆蓋解決方案的主要成本構成。
從主設備來看,室分系統(tǒng)根據(jù)信源不同,將需要直放站、RRU、微基站和宏基站中的一種作為信源,一般價格在5000~25000元左右;一個Femto AP的價格在1200元左右;WLAN AP的價格一般在1000~3000元左右;因此從主設備來看,室分系統(tǒng)遠高于Femto和WLAN。
從輔材來看,室分系統(tǒng)需要饋線,功分器,耦合器、天線等設備,有的還需要干放設備;Femto則只需要一根網(wǎng)線即可完成安裝;WLAN則需要網(wǎng)線和合路器(饋入分布式系統(tǒng)時使用;所以從輔材成本來看,F(xiàn)emto是最低的,室分系統(tǒng)遠高于Femto和WLAN。
從安裝與施工來看,根據(jù)前面的組網(wǎng)方式,室分系統(tǒng)需要進行饋線的布放和天線的安裝,施工工程量大;Femto由用戶自行安裝,不需要施工;WLAN對于饋入室分系統(tǒng)這種方式需要少量的施工。
從配套設施來看,室分系統(tǒng)一般需要機房、傳輸和電源;Femto僅需要有寬帶接入即可;WLAN僅需要寬帶接入或者傳輸即可。
從運營成本上來看,室分系統(tǒng)需要支付機房租賃費和電費,而Femto和WLAN一般由用戶自己承擔。
綜上所述,三種室分覆蓋解決方案中,室分系統(tǒng)的成本要遠高于另外兩種,F(xiàn)emto的成本最低,與室分系統(tǒng)相比具有較大的成本優(yōu)勢。
用戶體驗分析
從用戶體驗上來看,室內分布式系統(tǒng)的覆蓋最好,與宏網(wǎng)絡之間能夠進行無縫切換,設備穩(wěn)定性也最好,能夠為用戶提供電信級的服務。從容量來看,室內分布式系統(tǒng)如果采用微基站、宏基站、或者RRU,容量還是有保證的,如果采用直放站方式,則室內用戶與室外用戶共享容量,用戶的業(yè)務體驗很難保證,同時還會對宿主基站產生一定的干擾。
Femto的用戶體驗與室分系統(tǒng)相比,覆蓋范圍有限,與宏網(wǎng)絡僅能單向切換(僅能從Femto切換到宏網(wǎng)絡),系統(tǒng)穩(wěn)定性也差于室分系統(tǒng),因此用戶體驗略差于室分系統(tǒng)。
WLAN覆蓋在業(yè)務體驗上與前兩種方式相比,業(yè)務相對比較單一,僅能提供數(shù)據(jù)業(yè)務,數(shù)據(jù)業(yè)務的用戶體驗較好。與Femto相比,F(xiàn)emto不需要3G用戶更換終端,而WLAN則要求終端支持Wifi,目前很多3G終端不支持Wifi,用戶如果想使用wifi,則需要更換支持Wifi的終端。
應用建議
從前面的分析可以看出,F(xiàn)emto能夠快速部署,且成本低廉,比較適合有寬帶接入,且3G覆蓋不好的家庭用戶;而對于比較重要的熱點區(qū)域,如寫字樓、酒店等,仍然采用室分系統(tǒng)來為用戶提供電信級的服務。而對于企業(yè)用戶,由于目前企業(yè)級Femto在技術上仍不成熟(尤其是Femto之間的切換以及與宏基站的雙向切換成熟之前),建議優(yōu)先采用室內分布系統(tǒng),在無法布放室內分布系統(tǒng)的區(qū)域,再考慮Femto產品。
WLAN主要考慮熱點地區(qū)的覆蓋,與Femto和室分系統(tǒng)是互為補充的關系。WLAN不僅能為用戶提供更高速率的數(shù)據(jù)業(yè)務,還能分流3G核心網(wǎng)的流量,降低3G核心網(wǎng)的負荷。
從主設備來看,室分系統(tǒng)根據(jù)信源不同,將需要直放站、RRU、微基站和宏基站中的一種作為信源,一般價格在5000~25000元左右;一個Femto AP的價格在1200元左右;WLAN AP的價格一般在1000~3000元左右;因此從主設備來看,室分系統(tǒng)遠高于Femto和WLAN。
從輔材來看,室分系統(tǒng)需要饋線,功分器,耦合器、天線等設備,有的還需要干放設備;Femto則只需要一根網(wǎng)線即可完成安裝;WLAN則需要網(wǎng)線和合路器(饋入分布式系統(tǒng)時使用;所以從輔材成本來看,F(xiàn)emto是最低的,室分系統(tǒng)遠高于Femto和WLAN。
從安裝與施工來看,根據(jù)前面的組網(wǎng)方式,室分系統(tǒng)需要進行饋線的布放和天線的安裝,施工工程量大;Femto由用戶自行安裝,不需要施工;WLAN對于饋入室分系統(tǒng)這種方式需要少量的施工。
從配套設施來看,室分系統(tǒng)一般需要機房、傳輸和電源;Femto僅需要有寬帶接入即可;WLAN僅需要寬帶接入或者傳輸即可。
從運營成本上來看,室分系統(tǒng)需要支付機房租賃費和電費,而Femto和WLAN一般由用戶自己承擔。
綜上所述,三種室分覆蓋解決方案中,室分系統(tǒng)的成本要遠高于另外兩種,F(xiàn)emto的成本最低,與室分系統(tǒng)相比具有較大的成本優(yōu)勢。
用戶體驗分析
從用戶體驗上來看,室內分布式系統(tǒng)的覆蓋最好,與宏網(wǎng)絡之間能夠進行無縫切換,設備穩(wěn)定性也最好,能夠為用戶提供電信級的服務。從容量來看,室內分布式系統(tǒng)如果采用微基站、宏基站、或者RRU,容量還是有保證的,如果采用直放站方式,則室內用戶與室外用戶共享容量,用戶的業(yè)務體驗很難保證,同時還會對宿主基站產生一定的干擾。
Femto的用戶體驗與室分系統(tǒng)相比,覆蓋范圍有限,與宏網(wǎng)絡僅能單向切換(僅能從Femto切換到宏網(wǎng)絡),系統(tǒng)穩(wěn)定性也差于室分系統(tǒng),因此用戶體驗略差于室分系統(tǒng)。
WLAN覆蓋在業(yè)務體驗上與前兩種方式相比,業(yè)務相對比較單一,僅能提供數(shù)據(jù)業(yè)務,數(shù)據(jù)業(yè)務的用戶體驗較好。與Femto相比,F(xiàn)emto不需要3G用戶更換終端,而WLAN則要求終端支持Wifi,目前很多3G終端不支持Wifi,用戶如果想使用wifi,則需要更換支持Wifi的終端。
應用建議
從前面的分析可以看出,F(xiàn)emto能夠快速部署,且成本低廉,比較適合有寬帶接入,且3G覆蓋不好的家庭用戶;而對于比較重要的熱點區(qū)域,如寫字樓、酒店等,仍然采用室分系統(tǒng)來為用戶提供電信級的服務。而對于企業(yè)用戶,由于目前企業(yè)級Femto在技術上仍不成熟(尤其是Femto之間的切換以及與宏基站的雙向切換成熟之前),建議優(yōu)先采用室內分布系統(tǒng),在無法布放室內分布系統(tǒng)的區(qū)域,再考慮Femto產品。
WLAN主要考慮熱點地區(qū)的覆蓋,與Femto和室分系統(tǒng)是互為補充的關系。WLAN不僅能為用戶提供更高速率的數(shù)據(jù)業(yè)務,還能分流3G核心網(wǎng)的流量,降低3G核心網(wǎng)的負荷。
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