GSM_Femto技术及应用介绍

GSMFemto技术及应用介绍技术研究背景134关键技术点相关解决方案目录2系统介绍技术研究背景GSM网络中使用Femto技术的需求现网GSM优化中可能存在的挑战有以下几个方面:1、三高整治由于频率资源受限，在当前高密度的网络规模下，干扰问题日益严重，通话质量不断降低，传统的网络结构面临网络干扰失控、网络性能无法平衡、网络可扩展性差、网络建设效益逐步下降的发展瓶颈。2、室分整治目前，室分系统深度覆盖不足，不能有效吸纳室内话务，室内话务主要依靠室外宏站进行承载，造成室外宏站扩容压力大，因此提高室分吸纳话务能力势在必行。3、物业协调难近年来，业主阻挠和逼迁等现象持续扩散，造成不可控因素增加，传统解决方案较难实施，网络建设面临极大挑战。4、投诉压力大用户对通信的要求越来越高，因此投诉问题时有发生，给市场造成较大压力。根据某地市统计，问题信号场景主要分布在行政生活区、高档住宅小区、密集老城等区域，占比90%，新站选址困难，传统覆盖方式难以解决。系统介绍234关键技术点相关解决方案目录1技术研究背景GSMFemto系统介绍原理概述GSMFemto是一种采用扁平化架构的、基于IP回传的、小型化、低功率的无线接入网系统。该系统是在3GPP规范中制定的TD-SCDMA/WCDMAFemto基础架构上的一种GSM业务的应用，它保留了3GFemto系统中无线资源管理前移、公网回传加密、系统网关汇聚转发、无线环境自适应等基本技术及架构，并将其与GSM技术特点融合，使得GSM系统能够产生更多的应用方式，适应更多的应用场景，形成更多的解决方案，如图所示。GSMFemto系统介绍系统结构序号设备功能1Femto(基站)完成无线信号处理和无线资源管理。2系统网关(GW)对基站的数据汇聚转发，提供A/Gb标准接口连向核心网。3网管系统对网关和基站设备进行管理。GSMFemto系统介绍基站设备主要参数规格企业级家庭级产品功率200mW10mW载波支持4载波(3GSM+1EDGE)支持1载波(GSM+GPRS)时隙数32个时隙6个时隙典型时隙配置22个TCH+8个DCH4个TCH+2个PDCHGPRS/EGDE编码方式CS-1~CS-4/MCS-1~MCS-9CS-1~CS-4频段上行：1710～1735MHz下行：1805～1830MHz上行：1710～1735MHz下行：1805～1830MHz制式GSM/GPRS/EDGEGSM/GPRSWLAN支持802.11b/g/n支持802.11b/g/n内置天线增益2dBi0dBi尺寸(长*宽*高)221m×155mm×54mm171mm×120mm×46mm重量2.5kg0.8kg5相关解决方案目录1技术研究背景关键技术点32系统介绍区域类型区域描述安装位置1800MHz覆盖范围边缘场强平均值住宅小区三房两厅的房子（120m2）房子中央整套住宅-85.5dBm公寓单间（50m2）电视柜左右及下方4个房间-82.7dBm酒店单间（40m2）电视柜左右及下方4个房间-86.2dBm密集城镇单户多层，每层120m21F中央每层120m2-86.1dBm微型商铺单间（50m2），装修损耗大收银台左右3个铺面-84.3dBm小型办公室单间（50m2）电脑台左右3个房间-83.4dBm墙体的类型系统分类混凝土墙体/堵砖墙/堵玻璃/扇钢筋混凝土/堵混凝土地板/块电梯箱体/个900MHz穿透损耗（dB）8～156～103～713～206～1020～301800MHz穿透损耗（dB）13～208～156～1220～408～1230～40各种物体对信号的传播损耗：家庭级各种场景覆盖能力：设备总体覆盖能力关键技术点一：入户/深度解决室内覆盖问题企业级覆盖能力：视阻挡情况，半径20-50米室内区域。LTE扁平化架构实现IP化回传回传过程：用户接入业务FemtoAP基站封装处理互联网承载系统网关核心网FemtoAP手机互联网系统网关IPSec隧道核心网互联网传输特性应对策略效果基于IPIP封装适配IP兼容性得到保障公开性IPSEC加密安全性得到保障共享性QoS策略可靠性得到保障关键技术点二：互联网实现用户业务数据IP化回传GSMFemto系统基于LTE无线接入系统架构，把无线资源管理功能由BSC下移到基站实现，具有IP化和扁平化的网络架构特点。家庭网关系统架构家庭网关宏网广州深圳东莞佛山属地网关广州MGW广州深圳东莞佛山虚拟网关广州MGW深圳MGW佛山MGW东莞MGW实现跨区计费虚拟网关技术：通过虚拟出多个逻辑网关接入不同地市的核心网，适应集中部署，满足跨区计费需求，保证用户感知的同时快速扩大部署范围。开启虚拟网关功能广州本地传输二干二干二干可仅在广州集中部署一台实体系统网关，但其他地市有FemtoAP基站需求。漫游了？？？？广州本地传输网虚拟出多个逻辑网关，通过二干接入其他地市的核心网最大支持21个地市部署的FemtoAP基站通过公网进入系统网关，并根据其所属地LAC判断进入本地的MGW/MSCServer。关键技术点三：可采用虚拟网关功能满足跨地市接入互联网互联网互联网互联网互联网互联网关键技术点四：互操作策略实现与大网融合支持FemtoAP基站与宏网双向重选FemtoAP与宏网切换功能实现cell双向重选优选FemtoAP为了保证FemtoAP基站设备融入大网，保证终端移动性，实现与宏网互操作策略终端由宏网重选至FemtoAP策略一：虚拟为宏站中某邻区实现重选；策略二：在宏站邻区列表中批量配置少量预留频率，实现重选。（建议应用策略）终端由FemtoAP重选至宏网操作：FemtoAP自动配置相邻宏站为邻区实现重选。FemtoAP切出：FemtoAP自动配置添加相邻宏站为邻小区；FemtoAP切入：宏网添加FemtoAP小区为邻小区。根据宏网邻区余量，添加FemtoAP小区为邻区，实现双向切换密集组网时，当宏网小区邻区余量不足时，只能实现FemtoAP切换至宏网，不能实现回切cellFemtoAP与宏网双向切换cell宏网邻区余量不足时，只支持FemtoAP切换至宏网Femto小区CELL1、CELL2宏网小区模块功能简述故障管理活动告警、确认告警、告警经验库、告警级别、告警过滤、告警屏蔽等配置管理拓扑管理、基站信息、网关信息、区域信息、站点信息、厂家信息、设备型号、文件库、参数预配置等性能管理性能数据、性能阈值告警、性能指标报表、网关测量任务配置等任务管理批量重启任务、批数据查询任务、批数据设置任务、批数据采集任务、批固件升级任务、监控活动任务、查询历史任务等日志管理系统日志、用户操作日志、命令跟踪日志、安全日志、网关及基站日志的管理等系统管理角色管理、用户管理、管理域、安全策略、密码管理、系统状态监控、系统诊断工具等系统监控文件系统资源、内存、CPU资源、数据库、数据存储空间等北向接口系统、告警、性能、资源接口等关键技术点五：GSMFemto系统可监、可控、可管理自组织功能（Self-OrganizedNetwork，简称SON），指设备自动侦听各邻近小区信息从而自动规划、配置本小区的频率、邻区、功率等参数，并根据终端的测量报告进行持续的参数优化。FemtoAP（一般指家庭级）为入户型产品，由终端用户自行安装，因此设备必须具备自组织功能，实现即插即用。FemtoAP通过网维人员预设静态参数（系统网关地址、LAC、CI等）初始配置，实现了即插即用，免除大量设备调测、网络优化工作，降低运维成本，便于市场营销。当传输异常时，执行自检策略，暂停发送GSM信号直至恢复正常自愈合随着宏网无线环境的变化自动调整关键参数避免指标恶化自优化自动配置频率自动配置邻区自动调整功率自配置关键技术点六：即插即用实现家庭用户自行安装实现即插即用，为规模应用创造条件自适应频率优化（周期可自定义，默认为一天），即根据优化策略进行频率调整，同时自动更新邻区关系数据，解决局部特殊区域无法现场测试优化困难，达到自适应避免干扰，动态优化性能，降低网优工作量的目的。策略一：周期性自动统计无线环境参数(电平、功率、载干比(C/I)等)自适应调整频率(可选)策略二：周期性自动收集覆盖区域内的频点优化调整同、邻频频率应用(可选)邻区干扰频率自适应优化外部干扰频率自适应优化重叠覆盖且发生同频（邻频），根据优化策略自动调整频点FemtoAP2外部小区4FemtoAP1外部小区1FemtoAP2主频点：f2-f5频点：f2（f3）主频点：f2重叠覆盖区域主频点干扰当外部小区1主频点：F1-f1则FemtoAP1主频点：f1-f3辅频点干扰当外部小区1频点：F3-f1则FemtoAP1主频点：f1-f3主频点：F1辅载频：F3主频点：f1互为邻区且发生频点修改或新增，根据优化策略自动调整频点，主频点调整时将自动更新邻区关系关系：互为邻区关键技术点七：自适应频率优化实现自动避免干扰3关键技术点目录1技术研究背景2系统介绍相关解决方案4某站点属于大型高档住宅小区，小区景观优美，室内装修豪华，传统分布系统建设存在物业协调难的问题。本方案采用家庭级覆盖方式，不破坏室内家居。10.90%32.40%97.80%97.90%0.00%20.00%40.00%60.00%80.00%100.00%Rxlev覆盖率（-85dBm）RxQual覆盖率（0-3级）设备开启前设备开启后站点开通前后效果对比利用家庭级FemtoAP独特的回传特性解决传统覆盖方式建站难问题，达到快速高效覆盖的目的典型解决方案一：物业难协调站点覆盖解决方案截止2013年3月4日，肇庆试验局总计布放家庭级AP42套，都是用于物业协调难站点（其中主要包括住宅小区型站点30个，行政生活区型站点11个，密集老城型站点1个），拆除4套家庭网关，成功布放38套（4套由于周围宏网信号改善造成拆除），建站成功率高达90.5%。利用已有宽带传输作为回传，实现沿街商铺等离散场景的低成本覆盖典型解决方案二：离散小型站点低成本覆盖解决方案某小企业室内覆盖偏弱，占地面积为800平方米，采用传统室分建设方式成本较高；本方案在室内安装一台企业级eNB，通过已内宽带作为回传网络，改善店内的信号覆盖。利用已有宽带传输作为回传，实现沿街商铺等离散场景的低成本覆盖建站资源需求对比建网方式设备传输天馈企业级eNB√xx传统室分√√√典型解决方案三：投诉站点快速解决方案家庭级AP与传统方式建设单站点工期对比表利用家庭级AP即插即用的特性，快速解决积压投诉站点家庭级AP可实现快速开站，2个小时内即可完成单站的安装、调测、优化，可以快速解决“积压”网络投诉，提升用户满意度。(表注解：单项工时=天数*人数*人均工作小时)投诉处理方式物业协调勘测设计设备安装天馈布放传输敷设信源开通调测优化家庭级AP1*1*0.5h1*1*0.5h//1*1*0.5h1*1*0.5h传统建站1*1*3h1*1*2h1*2*3h1*2*2h2*2*8h1*1*2h1*1*3h家庭级AP应用于投诉站点，单站开通总工时约2个小时；传统建站总工时约52个小时。工期短案例一：低层住宅小区弱信号覆盖低层住宅小区覆盖场景——肇庆星湖湾B区（信号弱，物业协调难，家庭级AP减小物业难度）家庭级AP开通后指标项宏站往家庭网关重选成功率家庭网关往宏站重选成功率Relev均值（dBm）Relev覆盖率（-85dBm）RxQual均值RxQual覆盖率（0-3级）RxQual覆盖率（0-5级）设备开启前//-89.0537.1%3.8321.4%60.8%设备开启后100%100%-70.9596.0%0.0799.0%99.7%家庭级AP开通前案例二：低层办公室弱信号覆盖低层办公室覆盖场景——肇庆濠江名庭二期物业办公室（信号弱，物业协调难，家庭级AP减小物业难度）指标项宏站往家庭网关重选成功率家庭网关往宏站重选成功率Relev均值（dBm）Relev覆盖率（-85dBm）RxQual均值RxQual覆盖率（0-3级）RxQual覆盖率