3G家庭基站受重視 綜合應用方案展望

    隨著我國3G網絡的推出，3G業(yè)務應用的一些特點已逐漸展現(xiàn)出來，其中一點就是在3G網絡中室內發(fā)生業(yè)務的概率進一步增加，室內覆蓋已經成為運營商提高服務質量、增加業(yè)務量的重要方式，在3G時代室內覆蓋已越來越受到各方面的重視。

    1、3G家庭基站促進3G網絡的發(fā)展

    因此，用于解決微小區(qū)域覆蓋和業(yè)務應用的3G家庭基站(Femto)解決方案也日益受到各方面的關注，3GFemto家用基站通過運營商的有線寬帶網絡，如利用入戶的ADSL，與整個3G家庭基站網絡相連。手機用戶通過家中的家庭基站(Femto)進行相關的業(yè)務應用，這種新的小區(qū)域室內覆蓋解決方案，保證了室內用戶所需要區(qū)域的覆蓋和多種高數(shù)據(jù)業(yè)務的應用，減輕了室外網絡的容量壓力，促進了運營商多業(yè)務的融合，實現(xiàn)了家庭網絡的目標。

    根據(jù)無線電波的傳播特性，目前3G使用的2G頻段的室內穿透能力較差，同時3G高速業(yè)務應用又需要較好的無線覆蓋來支撐，要靠室外基站完全解決小區(qū)域的室內覆蓋存在很大的難度。因此，各方面提出了家庭基站解決方案，目的是在類似在家庭這樣的小區(qū)域室內環(huán)境下，提供低成本、高速、多類型的3G數(shù)據(jù)業(yè)務，3G家庭基站的出現(xiàn)引起了普遍的關注，設備制造商也紛紛抓緊時間，開發(fā)新型的家庭基站產品，并已取得了一定的進展。

    家庭基站系統(tǒng)單獨組網，有別于室外基站系統(tǒng)，目前認可的方案是基于扁平化網絡架構的Iu組網方案，基于Iu(h)接口的方案在多廠商環(huán)境下的開放性、可擴展性、靈活性等方面具有較明顯的優(yōu)勢，這也符合網絡扁平化的發(fā)展趨勢。家庭基站無線網主要包括家庭基站、家庭基站網關等設備實體。通過標準Iu接口與核心網(Femto Gateway)相連。家庭基站與家庭基站網關之間通過新定義的Iu(h)接口相連，家庭基站基本具備室外基站NodeB的功能和RNC的部分功能。同時家庭基站、家庭基站網關還支持一些由于家庭基站特性所引入的諸如家庭基站注冊、UE注冊等新功能。

    3G家庭基站系統(tǒng)的出現(xiàn)彌補了3G網絡中的不足，滿足了3G用戶個性化、差異化的業(yè)務應用需求，使3G網絡布局更趨向于精細化，促進了3G網絡的整體發(fā)展。但由于家庭基站系統(tǒng)的一些特性，使之對室外網絡產生一定的損傷，因此需要加以研究和探討。

    2、家庭基站的特性探討

    3G無線系統(tǒng)都是采用CDMA技術，系統(tǒng)的自干擾當然是需要考慮的，家庭基站的出現(xiàn)，給這個系統(tǒng)的干擾帶來了新的課題。由于家庭基站和室外基站屬于兩個不同的系統(tǒng)，因此類似RAKE接收等功能在這兩個系統(tǒng)間是很難實現(xiàn)的，由此，對家庭基站的使用與室外基站不同的頻率是必然的，這樣就可以大幅度減少家庭基站和室外基站的干擾，從而大幅度提升網絡的整體質量。但等到系統(tǒng)容量進一步增加，室外基站載頻與家庭基站沖突時，就必須考慮兩個無線系統(tǒng)間的同頻干擾，為此運營商和相關單位應該提前進行干擾的探討和權衡，提前考慮好干擾解決方案和各種實施方案，及時處理各種問題和干擾隱患。

    切換是移動通信系統(tǒng)需要著重關注的另一個只要特性，家庭基站的出現(xiàn)對整個3G系統(tǒng)的切換性能產生一定的損傷，因此需要認真的討論。首先家庭基站系統(tǒng)支持手動選擇系統(tǒng)，在空閑模式下從室外宏基站小區(qū)到家庭基站覆蓋小區(qū)之間的小區(qū)重選；支持在通信狀態(tài)下從家庭基站小區(qū)到室外宏基站小區(qū)的切換。鑒于一個宏基站覆蓋區(qū)域下可能會有較多的家庭基站單元，目前系統(tǒng)不支持出室外宏基站到家庭基站覆蓋區(qū)域的切換，這將給系統(tǒng)的連續(xù)性帶來一定的損傷。由于這個特性，在規(guī)劃建設家庭基站時，應該嚴格控制家庭基站的覆蓋區(qū)域，不要輕易的將家庭基站覆蓋區(qū)域延伸到室外，從而引起不必要的切換掉話。

    對于在通信狀態(tài)下從家庭基站小區(qū)到室外宏基站小區(qū)的切換，目前可以通過家庭基站自身搜索相鄰小區(qū)，然后再實施切換。但由于家庭基站的安裝位置限制，一般很難接收的可靠的鄰區(qū)基站，最好通過手機檢測后，上報家庭基站然后再建立家庭基站的鄰區(qū)關系。

    關于輻射，家庭基站的輸出功率在15dBm(30mW)，一般能夠覆蓋室內大約50米范圍；而室外宏基站輸出功率在43dBm(20W)左右，根據(jù)不同的地理環(huán)境，一般能夠覆蓋室外大約幾百米到幾千米的范圍；微蜂窩基站的輸出功率為30dBm(1W)，一般能夠覆蓋大約幾百米的范圍。由于家庭基站長期置于室內，而且安裝位置比較隨機，因此需要關注家庭基站的輻射問題，在這里要注意的是輻射標準必須符合相關的國家標準特，別要注意使用高增益天線或是功率滿配(20dBm)時基站的無線輻射問題，必要時應適當降低家庭基站的功率。

    為了進一步減少家庭基站產生的干擾和減輕輻射，家庭基站還可以添加下行功率關斷功能，就是家庭基站實時檢測手機的上行信號，當長時間沒有手機上行信號時，則可以關斷下行功率的發(fā)射，當一旦檢測到有手機上行信號時，家庭基站的下行發(fā)射功率再實施發(fā)射。

    3、綜合應用方案及展望

    家庭基站的出現(xiàn)更加豐富了3G網絡內容，為實現(xiàn)用戶多業(yè)務應用提供了有效手段，同時也為運營商提供了差異化的網絡覆蓋實施方案，而且運營商還可以利用現(xiàn)網寬帶作為傳輸載體，使該系統(tǒng)可以很快得到很好的應用。根據(jù)相關資料目前WCDMA的家庭基站至少支持15個授權用戶接入但基站，可支持至少同時4個用戶在激活模式下應用，對于HSPA單基站支持下行7.2Mbit/s，上行1.4Mbit/s，可承載CS域和PS域業(yè)務，最高速率可達384kbps，輸出功率最大可達20dBm，設備功耗可控制10W左右。

    家庭基站的應用將有效解決3G網絡覆蓋下，小塊信號微弱區(qū)域的覆蓋，增加了系統(tǒng)容量�？紤]到在3G網絡建設初期，系統(tǒng)容量有較大的富余，在傳輸不到位的時候，還可以使用一些類似小區(qū)域覆蓋解決方案，這就是解決微小區(qū)域覆蓋盲區(qū)或信號微弱區(qū)域的微功率移動通信無線信號增強系統(tǒng)。該方案使用的無線信號增強器可以利用室外基站的信號，通過信號放大，進行室內小塊區(qū)域的覆蓋，該設備具有不需要傳輸資源，同時具有小功率、低增益、低成本、智能保護、反向關斷、自激檢測和便于安裝等的功能，是小功率家庭基站的補充方案。由此，兩類小區(qū)域覆蓋方案的應用將有可能徹底解決移動通信難以解決的室內小區(qū)域信號微弱問題。

    通信技術的進步從來就是伴隨著新新系統(tǒng)、新設備一起生產的，隨著時間的推移，3G家庭基站相關的標準已逐漸穩(wěn)定，相關產品也會逐步完善。可以預計，各個廠家將陸續(xù)推出符合3GPP標準的家庭基站的產品和解決方案，從而促進3G家庭基站逐步走向規(guī)模商用，3G家庭基站及其相關解決方案也將會在3G網絡中起到應有的作用