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1、FEMTO简介及联通“3G驿站”建设指导意见,2,1,FEMTO的背景,2,FEMTO技术简介,3,适用场景分析,4,典型厂家FEMTO设备情况,5,联通FEMTO建设指导意见,3,“Femto Cell 或 Home NodeB”Femto意为“千万亿分之一”，极微小Home NodeB 家庭基站Femto作为一个蜂窝基站其覆盖范围非常小，通常的覆盖半径是20到50米通过Femto的引入，可以与传统家庭网关结合来提供优质3G服务适用于任何符合3GPP标准的终端扁平化的IP架构简化传输要求、更适合承载数据业务支持语音及高速数据业务（UMTS/HSPA),集成到一个“盒子”,移动核心网CS/PS
2、,BSR femto网关,RNC,宏蜂窝接入费率,家庭接入费率,Femto cell,宏基站,宏蜂窝,4,业务角度3G主要应满足数据业务需求,而数据业务需求往往集中在室内的局部区域,如:家庭、企业办公室等对数据资费敏感，需要进一步降低每比特承载成本来创造价格优势家庭型用户数不多，但是需要更高带宽市场竞争角度WLAN：每比特成本低，但达不到电信级服务、且不支持部分3G终端和应用有线宽带：缺乏移动便利性其他3G技术：暂时还没有FEMTO产品,FEMTO符合业务使用需求,5,3G逐渐向扁平化发展,FEMTO符合技术发展趋势,不同的接入手段将逐渐融合NodeB代表接入节点；FMC/IMS,RNC3,S
3、GSN,NodeB,R6/HSPA,R7/设RNC,R7/不设RNC,扁平化的优点：减少时延，提高数据业务性能控制功能在基站中完成，减少RNC瓶颈和网管压力,3GPP正在对FEMTO进行标准化工作应用推动标准化3GPP TR 25.820：3G Home NodeB Study Item Technical Report(Release 8)3GPP计划年底实现FEMTO与NodeB之间的双向切换、企业级应用（更大功率、更大容量）等改进,6,3GPP R8中对FEMTO（HNB）的标准化情况,安全性架构,即插既用应用,控制平面协议,用户平面协议,系统承载接口,Iuh接口:FEMTO与Gatew
4、ay之间的接口,SA5接口:网管接口,接口基本确定,完成基本需求研究：Femto优选；接入控制；位置显示；业务支持等,3GPP R9中对FEMTO（HNB）的标准化情况（09年底完成）,增强需求的研究：宏网络向Femto的切换；支持IMS；Local access等,7,FEMTO的运营模式与经济性,FEMTO可对微小区内提供丰富的容量资源家庭/单位内部用户包月无限制通话家庭/单位内部用户包月上网,FEMTO的全球应用美国（Sprint/08.07、Verizon/09.1），新加坡（StarHub/08.12），英国（Vodafone UK/09.06）都已经商用大多数WCDMA运营商准备采
5、用，扩展速度极快,联通FEMTO的商业模式在北方十省，面向用户销售资费：安装价格为1200元/台，月使用费10元/月,8,1,FEMTO的背景,2,FEMTO技术简介,3,适用场景分析,4,典型厂家FEMTO设备情况,5,联通FEMTO建设指导意见,9,典型的FEMTO可对外提供：WCDMA无线接口、WLAN接口、10/100以太网接口,10,自动配置自动优化,准入控制,移动性管理,Femto网络标识,安全性管理,其他功能,11,OAM3G,FMS,CM,运营商操作后台,FMS中Femto数据的离线配置-Femto位置信息-Femto的覆盖类型-宏站网络的无线配置,1,UE,Femto首次连接
6、后的自动配置-连接到预先设定的HNMS-基于射频测量自动配置参数,2,Femto,Femto持续不断的自动优化-周期性的射频测量-基于事件触发的自动无线优化,3,自动配置自动优化,12,FEMTO的位置接入限制,控制AP的迁移，以便于管理和避免收入流失,联通指导意见中建议有宏蜂窝覆盖时采用宏蜂窝绑定，没有宏蜂窝覆盖时依靠端口的IP地址段绑定,13,-封闭式接入：仅支持内部用户，不许外部用户接入 增强型开放式接入 向所有用户开放 支持半开放接入 在支持内部用户基础上，允许少量用户以低优先级接入并使用话音等基本业务,私人场所,封闭式接入模式,公共场所,开放式接入模式,准入控制,封闭式在同频组网是可
7、能对其他用户产生”死区”,14,准入控制,-支持Femto Group功能Femto Group中连续覆盖的Femto之间可以进行切换,场景：机场,场景：企业,逻辑上捆绑为1个，共享相同的接入列表（封闭式）。空口上采用同一个LAC，扰码是各小区不同的，通过邻区设置进行切换。,15,-支持Femto到2G/3G宏站、2G/3G宏站到Femto和Femto到Femto的小区重选,-支持分层小区结构（HCS）UE小区重选算法考虑其移动快慢和HCS参数设置可以尽可能地将静态UE保留在Femto小区中可以减少Femto小区和宏小区间的乒乓小区重选，减少信令,移动性管理,小区重选,小区切换,16,从宏小区
8、-FEMTO对宏小区的要求:广播为femto邻小区特设的参数(如Sintrasearch,Treselection,)广播最多15个femto邻小区以及相应参数(如Qqualmin,Qrxlevmin Qoffset,)参数设置的目的:当宏小区质量较强时，UE应该测量同频或异频femto小区 当Femto小区满足小区选择条件是，UE应重选到Femto邻小区,小区重选原则:主要的重选判据是femto小区的质量;UE一旦进入Femto覆盖范围（图中红色区域），应立刻驻留到Femto小区。UE应能够在宏小区信号质量好于femto小区时还驻留于femto小区（如在宏基站附近）当femto小区的覆盖变弱
9、时UE应转移到宏小区,从FEMTO-宏小区对femto小区的要求:广播femto小区参数(parameterQqualmin,Qrxlevmin,Sintrasearch,Treselection,)广播宏蜂窝邻小区参数(Qualmin,Qrxlevmin,Qoffset,)参数设置的目的:当femto小区质量变差时，UE只测量同频和异频宏蜂窝小区 当femto覆盖变差时，UE应重选到满足条件的宏小区,17,移动性管理,小区重选,小区切换,-支持Femto向2G/3G宏小区的切换当UE移动出Femto覆盖区域，Femto的质量和电平差于一定门限的时候，将会触发Femto向2G/3G宏小区的切换
10、-支持Femto向Femto的切换Femto Group中支持Femto向Femto的切换均为硬切换,Source Femto Cell,Target FemtoCell,IPSEC Router,UE,Iu-CS UP,Iu-CS CP,Handover,18,Femto网络标识,-方案一：基于ePLMN的Femto网络标识为FEMTO申请新的网号，Femto网络和宏站网络使用不同的PLMN，做RPL等效后同属联通-方案二：基于MM/GMM信息插入的Femto网络标识同网号，UE从宏小区向Femto进行位置更新/路由更新时，Femto在核心网下发的MM/GMM Informaiton消息中插
11、入Femto网络名称替换原有的HPLMN名称字段，标识Femto区域不用新网号，外场中发现有不支持中文网号的手机 目前联通在申请新网号，之前暂用方案二,19,安全性管理,20,其他功能部分厂家支持LAC转换,BSR Gateways,BSG,DSL Network,MSC,Iu-CS,Femto,SIB message with Air LAC,空口LAC/Iu口LAC转换,空口LAC尽可能多,Iu口LAC尽可能少,从核心网侧来看,过多的LAC不便于MSC/SGSN管理,也增加信令负荷为了便于准入控制，一个交换机下不同FEMTO的空口LAC应该尽可能不同利用FEMTO提供空口LAC到Iu口LA
12、C的转换功能，可以使得FEMTO的空口LAC和Iu口的LAC不同，无论FEMTO下空口LAC如何不同，Iu口上只会有一个LAC分为上报核心网LAC（称Iu LAC）和下发终端LAC（称Uu LAC）,21,一般家庭环境的路径损耗在70dB100dB左右L39.5+20logd,按照导频RSCP-100dBm的FEMTO覆盖门限，那么FEMTO在穿透3堵墙的情况下，能覆盖到10米的距离，基本能够满足一般家庭覆盖,在异频组网的场景下，Femto与宏站之间基本没有干扰Femto的小区半径主要取决于导频的RSCP接收电平,Femto与UMTS宏站异频组网情况,下行受限：家庭型发射功率：20 mW企业级
13、发射功率：100mW 既13-20dBm,22,Femto与UMTS宏站同频组网情况,在同频组网的场景下，Femto的小区半径主要取决于来自宏站的干扰离宏站越近，干扰越大，小区半径越小,仿真条件：宏站20W宏站半径1208mFEMTO20 mW典型市区环境,仿真结果：FEMTO距离NodeB 200m以外时基本不受影响FEMTO距离NodeB 200-80米时，将减少覆盖距离FEMTO距离NodeB 80米以内时，隔1堵强也有覆盖损失,23,Femto处于UMTS宏站小区边界位置,Femto处于UMTS宏站小区中心位置,Femto的Ec/Io,宏站的Ec/Io,Femto的Ec/Io,宏站的E
14、c/Io,室内占用宏站信号,室内信号外泄,24,鉴于同频时相互干扰较大且不容易控制，Femto与UMTS宏站应异频组网,Femto建议采用空闲独立频点（如f3）；当室分高层楼宇已采用了f3频点，可使用f2频点建设Femto。对于将来WCDMA发展期，某些区域宏网络同时采用了三个频点的区域，为保证网络的正常体验，需要申请新的频率资源,25,设备能力家庭型同时支持 4 用户并发企业级同时支持16用户并发极限容量（功率资源）和码资源96个话音连接/32个VT连接/4Mbps吞吐量（HSDPA）大于设备能力，不受限传输资源根据传输承载方式决定：ADSL：下行8Mbps,上行640kbpsADSL2+：
15、下行16Mbps,上行1MbpsLAN：10Mbps/100MbpsFTTH（PON）：1000Mbps,WCDMA容量取决于多个方面，对于FEMTO:,26,1,FEMTO的背景,2,FEMTO技术简介,3,适用场景分析,4,典型厂家FEMTO设备情况,5,联通FEMTO建设指导意见,27,FEMTO与WLAN对比,更好地控制服务质量和安全运营商控制频谱，更加安全，WiFi可能会有很多用户竞争使用公共频谱和网络更少的干扰，QoS保证HSDPA/HSUPA同样可以提供高速数据应用移动性强不需要集成WiFi和UMTS，标准的UMTS终端WiFi终端由于功率优化的问题，电池耗电成为一个问题可以为用
16、户提供简便的使用体验不需要分离的账单和登录手续,28,FEMTO与室内分布系统对比,缺点：FEMTO覆盖的区域更小FEMTO与室外的切换是单向的、且是硬切换优点：简化传输条件（ADSL即可）设备成本更低针对少数用户，可提供的业务质量更稳定、数据业务带宽更有保证开展与位置有关的业务 或 资费差异化的业务,29,业务量,业务量低,业务量高,覆盖区域大小,复杂的大型建筑,中型建筑,小型建筑,大型建筑,家庭,室外宏蜂窝穿透,室内分布系统,分布式基站,Femto,Pico基站,有源室分,无源室分,直放站,局部引入WLAN分担数据业务容量,30,小型私用场景小型共用场景如：VIP服务区域、小型的营业厅或代
17、销点、连锁超市等,是Femto最主要的使用场景,是Femto的一个灵活使用,31,聚类场景,是Femto应用的一个探索,目前阶段需谨慎使用,优势,挑战,Femto容量相对宏站较小，在话务分布不均的情况下难以避免部分Femto拥塞，而另一部分Femto很空的情况Femto只能提供WCDMA覆盖，不能提供GSM覆盖与小型私用场景不同，这类场景中，运营商可能仍然需要支付Femto电费和传输费用需要引入数十个甚至上百个Femto小区，Femto和Femto之间没有软切换，可能存在一定干扰，导致容量和质量下降网络邻区结构复杂，不利于规划，也不利于移动性管理，过多的小区可能导致过多的切换，影响质量，消耗资
18、源如果利用公网作为回程，可靠性较低Femto设备没有宏站设备可靠,有效提高高速数据业务吞吐速率，快速解决用户投诉，提高用户满意度有效卸载室外宏站容量，提高室外宏站质量部署灵活，工程实施相对方便，物业难度相对较低,32,存在应用上的限制,单点覆盖范围小；如果实现大面积连续覆盖的话，每层通常需要若干个FEMTO,一栋建筑需要几十个，管理和运维难度较大DSL或宽带接入的传输网络目前难以保证QoS，所以FEMTO对实时业务难以保证QoS。（某些省试用后发现视频电话质量极差，无法使用）FEMTO与室外站点切换是单向的，室外站点无法向FEMTO切换，所以重要区域还需要保证主体网络的基本覆盖,33,可开展的
19、特色业务1）差异化资费,34,可开展的特色业务2）位置服务,了解家庭成员情况,基于位置推送服务信息,35,可开展的特色业务3）家庭号码/全业务通信服务,家庭号码：Femto 拥有一个家庭的固定电话号码 家庭号码可以映射到一个或多个家庭成员的终端，按顺序振铃或者同时振铃 只有家庭成员在家时才会寻呼 如果一个家庭成员接了电话，而电话是另一个家庭成员的，可以将通话转移到正确的家庭成员 如果没有应答，将会转入家庭语音信箱,全业务通信服务：移动电话（3G）电脑无线上网（HSPA/WLAN）电脑有线上网（LAN接口）,36,1,FEMTO的背景,2,FEMTO技术简介,3,适用场景分析,4,典型厂家FEM
20、TO设备情况,5,联通FEMTO建设指导意见,37,目前联通系统内主要采用三个厂家的FEMTO设备：华为贝尔诺西其他设备厂家正在进行验证测试；中兴尚未推出产品核心网设备情况参见院内技术论坛的有关厂家介绍,38,39,联通北方十省集采的都是融合式的,40,支持的终端:3GPP R99及以后的版本服从的规范:3GPP R6,7,8 等定义的“local area base station”要求.移动性:Idle模式下的移动性及跨频切换配置:在销售点登记后及可实现自配置安全方面:FEMTO网关与CPE之间为IPSEC通道载频:单载频激活的小区数:1接入控制:用户自己定义相邻小区扫描:扰码及干扰激活模
21、式下的容量:至少同时4个用户接入控制列表容量:至少支持15个授权用户HSDPA:7.2Mbit/sHSUPA:1.4Mbit/s CS 承载:语音 12.2 或 视频 64kbs PS承载:64,128,256 or 384kbps多业务承载:1 个语音及1 个数据业务/用户 传输协议:Iu/IP输出功率:20dBm(最大)功耗:9W,41,1,FEMTO的背景,2,FEMTO技术简介,3,适用场景分析,4,典型厂家FEMTO设备情况,5,联通FEMTO建设指导意见,42,43,Home NodeB(简称HNB:即FEMTO)系统概述,Home NodeB又称家庭基站，是一种低发射功率，小范围
22、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。作为WCDMA宏网络的补充，HNB系统优先使用在3G覆盖不好或无3G覆盖的区域，对于已部署3G室内分布的场所，不建议再布放Home NodeB与WLAN不同！,44,Home NodeB(简称HNB:即FEMTO)系统概述,45,Home NodeB平台设备设置原则,移动网项目仅进行平台的建设，建设的内容主要包括：Se GW/HNB GW、HMS、AAA Server、IP同步服务器、EMS等平台设备。HNB系统终端Home NodeB的建设不在移动网项目建设范围内。,1）Se GW/HNB GW的设置 各省可以根据投资计划、
23、设备选型、业务发展规划、IP承载网络的实际情况进行选取以下两种建设方式：按省或者大区集中设置根据业务开放的本地网，按本地网进行设置 Se GW和HNB GW设备原则上安装在RNC机房或者3G核心网机房内，便于Iu接口的组织。,46,Home NodeB平台设备设置原则,2）HMS、EMS、AAA Server/HNB鉴权等设备的设置 据业务规划容量，尽量集中部署，网元设置在省会城市或者大区中心城市。各本地网使用反迁终端接入HMS/EMS等设备，对HNB终端和平台设备进行管理和维护。固网运维部门通过反迁HMS网管终端对Femto HNB进行状态监控。,3）IP同步服务器的设置 IP同步服务器主要
24、提供HNB终端设备的时钟同步。在2G或3G宏小区空口信号质量较好的区域，HNB网元根据2G或3G宏小区的空口同步信息调整自身同步信息；其他情况下，HNB网元采用基于IP同步（IEEE1588v2或NTPv3/v4）的方式进行时钟同步。要求HNB网元同步精度优于0.25ppm。IP同步服务器可与HMS、AAA SERVER等设备集中设置,47,Home NodeB平台建设资源需求,1）频率计划目前分配的3个WCDMA频点中：传统室内外基站从高端向下顺序使用频率，即单载波基站采用9763号频率，二载波基站采用9763号、9738号频率；为了尽可能降低HNB对WCDMA的干扰，HNB暂时采用9713
25、号频率。目前正在进行单独频点的申请工作，新频点具备条件后，根据总部正式通知，启用新频点。,48,Home NodeB平台建设资源需求,2）编号计划PLMNHNB系统可同时支持同PLMN和异PLMN的组网方式：初期采用同PLMN方式新PLMN网号的使用，根据总部正式通知确定,49,Home NodeB平台建设资源需求,2）编号计划位置区域编码（LAC）LAC码需要上报核心网（称Iu LAC）和下发终端（称Uu LAC），现有HNB厂家实现方式有两种：两个LAC码相同，两个LAC码不同。在网络建设初期，考虑到网络开通要求，网上两种方式均存在，为开通HNB系统的省市增加分配一部分LAC码资源，每省市
26、256个。其编码规则为：a)HNB上报核心网LAC（Iu LAC）采用现网WCDMA系统编码资源；b)HNB下发终端LAC（Uu LAC）采用新分配的LAC码资源（每省市256个）；c)若本地网存在两个以上HNB厂家设备，建议按厂家分段分配LAC码。d)当每个HNB GW管理的HNB网元数量低于20000个时，建议给每个HNB GW分配10个LAC；当每个HNB GW管理的HNB网元数量高于20000个时，建议给每2000个HNB网元分配1个LAC。,50,Home NodeB平台建设资源需求,3）地址需求HNB GW与核心网分组域的Iu PS接口的IP地址 使用中国联通WCDMA网络编号计划
27、及扰码规划中已分配至各省的RNC侧Iu-PS地址，不够时再申请HNB GW与核心网电路域的Iu CS接口ATM编号 分配规则遵循中国联通WCDMA网络编号计划及扰码规划中相关章节的规定Iuh接口的IP地址 各省固网运维部根据IP城域网、China169省网的地址规划进行分配。HNB平台自建局域网的地址及HNB终端中配置的地址 各省遵循目前已分配的私网地址，自行规划使用，建议采用172.21.0.0段 与运营支持及综合网管的接口地址 由HNB系统提出地址需求，各省运营支撑部和运维部门根据运营支撑网和综合网管的地址规划进行分配,51,Home NodeB平台建设资源需求,3）地址需求HNB GW与
28、核心网分组域的Iu PS接口的IP地址 使用中国联通WCDMA网络编号计划及扰码规划中已分配至各省的RNC侧Iu-PS地址，不够时再申请HNB GW与核心网电路域的Iu CS接口ATM编号 分配规则遵循中国联通WCDMA网络编号计划及扰码规划中相关章节的规定Iuh接口的IP地址 各省固网运维部根据IP城域网、China169省网的地址规划进行分配。HNB平台自建局域网的地址及HNB终端中配置的地址 各省遵循目前已分配的私网地址，自行规划使用，建议采用172.21.0.0段 与运营支持及综合网管的接口地址 由HNB系统提出地址需求，各省运营支撑部和运维部门根据运营支撑网和综合网管的地址规划进行分
29、配,52,Home NodeB平台建设的相关问题,1）HNB位置指示的相关问题HNB位置指示可以采用同PLMNMM Info方式或等效PLMNMM Info方式。正在测试当中,2）HNB位置接入限制本期项目建设优先采用HNB与宏网络信息绑定方式。HNB用户开户时，将签约HNB覆盖区的邻近2G/3G宏小区位置信息（包括LAC、Cell-ID等）写入HMS，并与HNB网元设备标识及HNB用户帐号绑定。签约用户的HNB网元首次开机时，检测并向HMS上报邻近2G/3G宏小区位置信息，将其与HMS保存的单/多个邻近宏小区的位置信息进行匹配（匹配宏小区的数量可由联通设定）。此方式要求HMS能根据邻近宏网络
30、的调整更新位置绑定信息。在宏网络无覆盖的区域，可考虑采用在HMS中限制城域网接入IP地址段的方式完成位置接入限制，对宏网络绑定的方式进行补充。,53,Home NodeB平台建设的相关问题,3）HNB鉴权方式3GPP定义了两种HNB鉴权：HNB设备鉴权和HNB宿主鉴权。现有设备厂家采用设备鉴权方式，其中华为采用USIM卡方式，诺西和阿朗采用证书鉴权方式。采用USIM卡方式时，需联通公司制作HNB使用的USIM卡。采用证书鉴权方式时，需联通公司具备证书服务器，生成相关证书文件。,4）HNB网络的维护与管理固网运维部门通过反迁HMS网管终端对Femto HNB进行状态监控，移动运维部门负责相关技术
31、支撑。Femto HNB的安装、拆除、更换等上门服务由固网末梢维护部门（区域营销中心或分局）负责固网运维部门负责Femto相关各项IP城域网配置数据的规划、配置与维护，移动运维部门负责Femto相关各项移动网配置数据的规划、配置与维护。,54,Home NodeB平台建设的相关问题,5）域名解析功能实现首次使用HNB时，建立HNB与SeGW之间链路的方式有以下两种：（a）在城域网DNS中配置SeGW的域名及城域网IP地址，在HNB中配置SeGW的域名，HNB使用时，通过城域网DNS进行域名解析，获取SeGW配置的城域网IP地址，从而实现HNB和SeGW之间的IP连接。该方式对HNB无预置IP需
32、求，对HNB的生成流通及配置简单，但是需城域网DNS进行数据配置。（目前诺西不支持）（b）在HNB中配置预置所属SeGW的城域网IP地址，通过预置的地址实现HNB与SeGW的连接。该方式实现简单，但是HNB需预置SeGW地址，不利于HNB的生产流通。在进行网络建设时，要求采用域名解析方式实现HNB和SeGW之间连接的建立。,55,1）通路组织需求现阶段：IP网络（包括IP城域网和IP骨干网）提供HNB至Femto系统平台，以及Femto系统平台至3G 核心网PS域的IP承载通路,FEMTO对宽带网络的支撑需求,将来：还可能对Femto上网流量直接通过宽带接入网或IP城域网连接到China169
33、互联网中，语音和WAP类业务仍保持上述连接方式,56,3）IP地址的设置安排 家庭网关和Femto AP的IP地址设置：Femto AP的IP地址由家庭网关采用DHCP方式进行私有IP地址分配，避免家庭网关地址和Femto业务系统分配的地址发生冲突。家庭网关采用桥接方式时，Femto AP采用PPPoE方式从BRAS获取IP地址。家庭网关无新增IP地址需求。Iuh接口的IP地址设置：Femto AP通过城域网接入Se GW，Se GW根据接入的网络不同，从IP城域网或China169省网规划的IP地址段分配相应的互联IP地址，完成接口的连接,FEMTO对宽带网络的支撑需求,57,4）注意事项 为满足Femto业务在带宽、QoS方面的进一步需求，以及各地多业务综合接入IP城域网络演进的需求，本次试商用中ADSL类用户的范围，宜选择在采用了IP内核且使用ADSL2+板卡的DSLAM接入用户中开展。按省或大区集中设置Femto核心网元的各省，后续应密切关注Femto用户和业务流量增长后，China169省网在省会或中心城市的接入路由器的上联带宽情况，避免其成为业务发展的瓶颈。,FEMTO对宽带网络的支撑需求,谢 谢！,
