GSMFemto原理及应用介绍.docx

GSM Femto原理及应用介绍概述1、背景及意义自2000年以来，移动用户快速增长，无线通信逐渐成为人们生活的一部分，保证用户在任何时间，任何地点，与任何人都能正常通信是移动公司孜孜以求的目标。近年来移动公司开展了“网络整治”、“三高整治”、“工兵行动”、“深耕行动”等大型网优项目，以不断提升完善移动通信网络质量，提高客户感知。面临的挑战:三高整治随着中国移动GSM业务量的急剧增长以及扩容新建工程的持续开展，网络规模容量也在不断快速发展。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。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。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。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。2、GSMFemto系统简介总结多年的无线优化经验，特别是室内覆盖建设经验，业界出现一种新型GSM室内宽带无线接入系统，该系统采用4G中扁平化网络架构，既可以达到深度和精确覆盖，又具有高流量（融合了WLAN技术）、体积小、IP回传、即插即用、快速建网等优点。为我司持续的GSM网络优化和扩容提供新的解决方案。GSM终端设备、核心网之间的接口采用标准的Um、A和Gb接口，可以与现有的核心网设备直接对接，实现GSM语音和数据信号覆盖，为用户提供通信服务。GSM Femto系统原理介绍GSM Femto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/WCDMA Femto基础架构上的一种GSM业务的应用，它保留了3G Femto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。图1. GSM Femto架构从3GPP Femto架构的演变GSMFemto系统主要由系统网关（GW）、系统网管、Femto AP三部分组成。图2. GSM Femto系统架构拓扑图2.1 Femto系统核心功能--无线资源管理功能前移GSM Femto采用架构是与Femto AP的应用及部署特点紧密相连的，因为：与宏站不同，Femto AP的应用及部署特点使得其在地理位置上经常处于离散分布的状态，从而使得单个Femto AP的无线环境相对来说都较为独立，具备分布式处理的条件；在离散部署的场景中，采用无线资源管理前移的分布式处理策略，不仅不会影响到整体网络的管理和协调，还会大大降低对核心节点的要求，使得系统整体处理能力分布均匀，可扩展性强；将无线资源管理与无线链路的收发、数据链路层的维护等底层功能集成在一个网元中，使得整体信令处理节点减少，格式及协议种类减少，复杂度降低，交互效率得到提高，适合网络扁平化的要求。整体而言，无线资源管理的前移使得家庭网关承载了无线接入网中层1至层3的几乎所有功能，绝大部分的无线信令处理、以及核心网消息的处理、解析都集中在Femto AP处，系统网关仅承担协议转换、汇聚转发等复杂度相对较低的工作，如图3所示。相比BTS/BSC架构，这种处理的集中式结构使得端到到的处理节点减少，能够更好的适应IP网回传特点，此架构与3GPP Femto架构设计一致。图3. Femto集中了由BTS+BSC协同完成的无线接入功能2.2系统网关原理系统网关的功能主要有：汇聚转发、协议转换、安全保障。汇聚转发系统网关的主要功能是对系统内家庭网关的蜂窝网业务数据进行汇聚，并转发至核心网；反方向上，它作为家庭网关的代理，接收来自核心网的数据，并将其转发至正确的家庭网关。它将来自多台家庭网关的多条通道，汇聚成一条通道后与核心网进行交互，可以使得两端的网络拓扑得到简化，系统各网元的复杂度都得到降低。如图4所示。图4. 系统网关的汇聚转发示意图协议转换另一方面，系统网关还承担协议转换、格式统一的角色。不同网络传输环境有不同的特点，需要不同的协议、格式去适应和支持，系统网关作为家庭网关及核心网之间的代理节点，能够将这种差异性得到转化和适应，从而形成一致的网络传输格式及交互方式。具体而言，系统网关的“转换”功能主要包括语音编码格式的转换，以及A/Gb接口协议与GSM数据回传协议之间的转换，保证系统网关与核心网之间的A/Gb与原有架构一致，无需核心网的任何改变。安全保障GSM系统网关同时还集成了安全网关的功