Femto室內覆蓋的優勢分析
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,是一種低發射功率,小范圍覆蓋, 以固定寬帶接入網絡為回程,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據業務。由于其具有安裝方便,快速部署,成本低廉等優勢,也被業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組網結構圖
如上圖所示,Femto接入網絡主要由家庭基站網關(HNB GW)、家庭基站(HNB)和家庭基站的網管系統(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網絡連接到HNB GW,HNB GW通過Iu接口連接到核心網。為了盡可能不影響現有的網絡結構,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絡(特別是終端),并且對無線網絡UTRAN的影響也應盡可能小。從核心網來看,HNB接入網是“RNC”,HNB GW通過標準的Iu接口接入到核心網;從UE側來看,HNB接入網是“NodeB”,HNB與UE采用標準的Uu接口進行通信。
Femto室內覆蓋優勢分析
組網方式分析
從組網方式上來看,傳統的室分覆蓋根據信源不同可以分為以下幾種組網方式:直放站+室內分布式系統,包括射頻直放站和光纖直放站;RRU+室內分布式系統;微蜂窩基站+室內分布式系統;宏蜂窩基站+室內分布式系統。其中室內分布式系統主要由饋錢(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的組網方式分為單獨布放方式和饋入室內分布式系統兩種組網方式。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則區域的覆蓋要求,WLAN設備可根據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的室內環境;饋入室內分布式系統的組網方式一般用于具備室內分布系統,且室內分布式系統支持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實現對于建筑物的覆蓋。室內分布型WLAN設備不自帶天線,但具備和室內分布系統的接口。室內分布型AP設備發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前端,通過合路器將射頻信號饋入已有室內分布系統。
Femto的組網方式相對比較簡單,Femto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,連接好網線,Femto就可以通過自配置、自優化功能連接到3G核心網,為用戶提供3G業務接入。
從上述三種技術的組網方式來看,Femto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模式也較為簡單,能夠快速部署,饋入分布式系統的組網方式相對較復雜,需要核實室內分布式系統各元器件是否支持WLAN頻段,還要選擇合適的饋入點。室內分布式系統的部署方式最為復雜,需要進行詳細的規劃和設計,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、Femto和WLAN建網成本構成表
如上圖所示,Femto接入網絡主要由家庭基站網關(HNB GW)、家庭基站(HNB)和家庭基站的網管系統(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網絡連接到HNB GW,HNB GW通過Iu接口連接到核心網。為了盡可能不影響現有的網絡結構,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絡(特別是終端),并且對無線網絡UTRAN的影響也應盡可能小。從核心網來看,HNB接入網是“RNC”,HNB GW通過標準的Iu接口接入到核心網;從UE側來看,HNB接入網是“NodeB”,HNB與UE采用標準的Uu接口進行通信。
Femto室內覆蓋優勢分析
組網方式分析
從組網方式上來看,傳統的室分覆蓋根據信源不同可以分為以下幾種組網方式:直放站+室內分布式系統,包括射頻直放站和光纖直放站;RRU+室內分布式系統;微蜂窩基站+室內分布式系統;宏蜂窩基站+室內分布式系統。其中室內分布式系統主要由饋錢(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的組網方式分為單獨布放方式和饋入室內分布式系統兩種組網方式。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則區域的覆蓋要求,WLAN設備可根據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的室內環境;饋入室內分布式系統的組網方式一般用于具備室內分布系統,且室內分布式系統支持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實現對于建筑物的覆蓋。室內分布型WLAN設備不自帶天線,但具備和室內分布系統的接口。室內分布型AP設備發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前端,通過合路器將射頻信號饋入已有室內分布系統。
Femto的組網方式相對比較簡單,Femto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,連接好網線,Femto就可以通過自配置、自優化功能連接到3G核心網,為用戶提供3G業務接入。
從上述三種技術的組網方式來看,Femto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模式也較為簡單,能夠快速部署,饋入分布式系統的組網方式相對較復雜,需要核實室內分布式系統各元器件是否支持WLAN頻段,還要選擇合適的饋入點。室內分布式系統的部署方式最為復雜,需要進行詳細的規劃和設計,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、Femto和WLAN建網成本構成表

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,室分系統根據信源不同,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,室分系統遠高于Femto和WLAN。
從輔材來看,室分系統需要饋線,功分器,耦合器、天線等設備,有的還需要干放設備;Femto則只需要一根網線即可完成安裝;WLAN則需要網線和合路器(饋入分布式系統時使用;所以從輔材成本來看,Femto是最低的,室分系統遠高于Femto和WLAN。
從安裝與施工來看,根據前面的組網方式,室分系統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對于饋入室分系統這種方式需要少量的施工。
從配套設施來看,室分系統一般需要機房、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,室分系統的成本要遠高于另外兩種,Femto的成本最低,與室分系統相比具有較大的成本優勢。
用戶體驗分析
從用戶體驗上來看,室內分布式系統的覆蓋最好,與宏網絡之間能夠進行無縫切換,設備穩定性也最好,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相比,覆蓋范圍有限,與宏網絡僅能單向切換(僅能從Femto切換到宏網絡),系統穩定性也差于室分系統,因此用戶體驗略差于室分系統。
WLAN覆蓋在業務體驗上與前兩種方式相比,業務相對比較單一,僅能提供數據業務,數據業務的用戶體驗較好。與Femto相比,Femto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,Femto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域,如寫字樓、酒店等,仍然采用室分系統來為用戶提供電信級的服務。而對于企業用戶,由于目前企業級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),建議優先采用室內分布系統,在無法布放室內分布系統的區域,再考慮Femto產品。
WLAN主要考慮熱點地區的覆蓋,與Femto和室分系統是互為補充的關系。WLAN不僅能為用戶提供更高速率的數據業務,還能分流3G核心網的流量,降低3G核心網的負荷。
從主設備來看,室分系統根據信源不同,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,室分系統遠高于Femto和WLAN。
從輔材來看,室分系統需要饋線,功分器,耦合器、天線等設備,有的還需要干放設備;Femto則只需要一根網線即可完成安裝;WLAN則需要網線和合路器(饋入分布式系統時使用;所以從輔材成本來看,Femto是最低的,室分系統遠高于Femto和WLAN。
從安裝與施工來看,根據前面的組網方式,室分系統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對于饋入室分系統這種方式需要少量的施工。
從配套設施來看,室分系統一般需要機房、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,室分系統的成本要遠高于另外兩種,Femto的成本最低,與室分系統相比具有較大的成本優勢。
用戶體驗分析
從用戶體驗上來看,室內分布式系統的覆蓋最好,與宏網絡之間能夠進行無縫切換,設備穩定性也最好,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相比,覆蓋范圍有限,與宏網絡僅能單向切換(僅能從Femto切換到宏網絡),系統穩定性也差于室分系統,因此用戶體驗略差于室分系統。
WLAN覆蓋在業務體驗上與前兩種方式相比,業務相對比較單一,僅能提供數據業務,數據業務的用戶體驗較好。與Femto相比,Femto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,Femto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域,如寫字樓、酒店等,仍然采用室分系統來為用戶提供電信級的服務。而對于企業用戶,由于目前企業級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),建議優先采用室內分布系統,在無法布放室內分布系統的區域,再考慮Femto產品。
WLAN主要考慮熱點地區的覆蓋,與Femto和室分系統是互為補充的關系。WLAN不僅能為用戶提供更高速率的數據業務,還能分流3G核心網的流量,降低3G核心網的負荷。
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