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中国移动4G(皮站、飞站)小基站系统建设指导意见

2017-11-26

中国移动4G一体化小基站系统
建设指导意见
随着网络建设规模的不断扩大和业务负荷的不断增长,传统宏站和室内分布系统建设在物业协调、配套建设、深度和精确覆盖、扩容改造等方面的局限性日益 凸显。以皮站和飞站为代表的小基站技术,采用低成本、小型化、低功率、低功耗的即插即用型接入设备,通过基于IP的有线宽带回传链路和小基站网关接入运营 商核心网,能较好的解决上述问题,成为传统宏站和室内分布系统的有益补充。经过前期总部计划建设部、研究院和试点省公司的大力推进和规模试点,4G小基站 已基本具备全网规模部署推广的条件。为指导各省公司开展4G 小基站建设工作,特制定4G小基站建设原则。
一、4G小基站总体定位
4G小基站是指单载波(20MHz带宽)功率在500mW以下,集成了BBURRU、天线的一体化基站,按照单载波功率大小又可细分为皮基站 (100mW-500mW)和飞基站(100mW以下)两类。4G小基站是一种低成本室内覆盖解决方案,可作为蜂窝网络的有效覆盖补充和容量扩充手段,主 要用于网络覆盖或容量不足,建设难度相对较大且具备自有回传资源的场景。一方面可用于家庭、小型企业、营业厅、超市等室内补盲补热场景,解决室内深度覆盖不足、降低用户投诉,提升业务分流能力、改善用户体验。另一方面,还可以作为应对全业务竞争的家庭/企业无线应用综合平台,提供家庭/企业市场进驻载体,增强用户粘性,协同拓展宽带业务和数字化家庭/企业等增值业务,提升客户价值。
二、总体建设思路
4G小基站建设要按照室内补盲补热、SOHO接入平台、协同大网规划、按需适度建设的总体思路开展建设。
室内补盲补热就是要通过4G小基站建设,以低成本、快速灵活的覆盖手段补充宏网覆盖盲点和弱覆盖区域。
SOHO接入平台就是作为应对全业务竞争的家庭/企业应用综合平台,提供家庭/企业市场进驻载体,增强用户粘性,协同拓展宽带业务和数字化家庭/企业等增值业务,提升客户价值。
协同大网规划就是要在4G小基站建设的过程中,和现有宏网在覆盖区域、容量规划、频率规划、互操作策略、全网指标统计等方面协同考虑、统筹规划。
按需适度建设就是要根据业务发展实际需求组织实时建设,结合家庭/企业自有宽带资源和市场推广策略,满足市场竞争的需要。
三、4G小基站系统架构
4G小基站系统主要的网元有4G小基站、小基站网关及网管系统。
4G小基站为终端提供LTE接入;4G小基站网关包括安全网关和信令网关两部分功能,安全网关对4G小基站设备进行认证并对传输数据进行安全保证,信令网关进行 S1接口信令面的汇聚;4G小基站网管系统对4G小基站、小基站网关进行管理,实现系统的可管可控。
四、建设原则
(一)4G小基站设备建设原则
4G小基站设备可重点部署于室内无覆盖或容量不足但具备回传资源的家庭和小型企业等场景。根据覆盖面积和用户容量需求的不同可采用不同的设备类型和方案部署:
1)对于单点覆盖面积百平米左右、并发用户数少于8的家庭、酒店公寓单间、办公室等场景可部署4G飞基站设备,满足室内深度覆盖;
2)对于单点覆盖面积在数百至一千平米、并发用户数大于8的沿街商铺、营业厅、开阔单间等场景可部署4G皮基站设备满足覆盖和容量要求;
3)对于覆盖面积在数千平米的小型企业、超市、卖场、写字楼、教学楼等场景,可部署多台4G皮基站设备组网覆盖;
4)对于建筑面积1万平米以上的大型开阔空间建筑,如体育场馆、会展中心等,由于缺少墙体和楼层隔离,皮基站间干扰不易控制,不建议采用皮基站覆 盖;对于建筑面积1万平米以上的有墙体和楼层隔离的密集建筑场景,部署多台4G皮基站设备组网覆盖可作为传统室分、MDAS、分布式皮站等其他覆盖方案的 补充方案。
5) 除用于整栋楼宇室内覆盖外,皮基站还可用于已有室内覆盖场景的局部区域覆盖或容量增强,实现按需灵活精确覆盖或补充。
6)除用于常规应用场景外,一体化小基站系统还可用于对覆盖面积和容量要求不高的应急通信或特殊应用场景,发挥其快速灵活、配套要求低等优势。
(二)频段规划使用原则
鉴于4G小基站主要用于室内覆盖,原则上使用E频段(2320 MHz -2370MHz)作为主要工作频段小站间可根据实际需求灵活选择同频或异频组网方式,在重叠区域较大的场景采用异频组网,以减少相互间的干扰;同频组网时尽量利用建筑物墙体等空间隔离。时隙配比采用与室分相同配臵,上下行时隙配比采用1UL:3DL配臵,特殊时隙配臵采用10:2:2
(三)同步系统建设原则
小基站设备主要部署于室内,无法普遍采用宏基站基于卫星同步的方案,优先采用空口同步作为主要的同步方案;企业场景及采用部署大量小站连续覆盖的区域可根据实际条件采用GPSIEEE1588v2同步方案;家庭场景一般采用空口同步。
(四)回传网络建设原则
4G小基站技术可使用移动自有回传(PTN回传、GPON/EPON)、自有宽带或第三方回传。考虑到当前使用第三方或竞争对手的宽带网络回传质量难以保障,影响用户体验,小基站建设原则上以自有宽带、自有回传网络为主。
(五)安全网关建设原则
各省需建设4G小基站安全网关保证小基站系统的安全。通过小基站与安全网关的双向认证,防止非法AP接入;通过小基站与安全网关间的IPSec隧道实现对数据进行加密和完整性保护,并实现小基站与核心网跨域的连接。
安全网关部署位臵初期应参照核心网网元(如MME/SAE-GW)集中部署,后期根据业务发展及核心网网元位臵变动考虑下沉部署方案。
(六)信令网关建设原则
为了实现小基站信令汇聚减少对核心网的负荷,同时考虑小基站系统网络架构的稳定性,各省原则上应部署4G小基站信令网关。通过信令网关减少SCTP链路,降低对核心网信令负荷;实现使用28ID的小基站与宏网络的互操作;通过S1-Flex功能接入MME Pool,实现MME负荷的分担。
信令网关部署位臵同安全网关。
(七)网管建设原则
4G小基站网管系统建设包括小基站网管和网关网管。实现对小基站 AP、安全网关和信令网关的可监控、可管理,可操作维护。小基站网管与小基站之间是标准南向接口,与综合网管OSS采用北向接口连接。小基站与网关的网管可实现分权、分域的管理。
(八)计费网络建设原则
TD-LTE 小基站发展初期,采用和宏网相同的资费,通过现有的数据计费网络,进行话单的产生和入账,不需对网络侧和BOSS进行额外的改造。
4G小基站系统后续应具备根据小区IDCSG信息差异化计费的能力,为个人或企业用户提供特色业务。
(九)鉴权认证方案原则
4G小基站的安全认证方式有数字证书认证和USIM卡认证。数字证书实现设备认证,是国际标准方案,安全性高、组网简单、相对成本低。证书配臵在安全网关。
推荐使用证书认证方案,当前也可以使用USIM/USIM的方式作为认证的过渡方案。
(十)配套供电建设原则
1.供电方式
4G皮基站设备在传输设备和基站设备具备能力的前提下,首选支持 POE/POE+的交换机、ONU设备对基站设备进行供电,不具备支持能力时视实际部署环境采用交流或直流供电方式供电。4G飞基站设备主要采用就近交流供电方式,电源由家庭用户提供。
2. 电源保障
4G皮基站设备优选可靠电源,应结合用户级别、业务特点、覆盖场景等多方面情况控制在有需要的热点使用。飞基站设备暂不考虑电源保障。
五、网络配置原则
(一)设备制式
鉴于当前产业发展状况,在多模设备尚未成熟前,初期以TD-LTE单模设备为主。
(二)站型配臵
4G小基站按照O1站型配臵,后续根据业务发展,可采用O2配臵并引入载波聚合功能。
4G小基站采用设备自带天线,特定场景也可外接定向或全向吸顶天线扩大覆盖。回传采用FE/GE自适应接口。
(三)基本功能配臵
支持TD-LTE R9基本无线功能,包括:10/20MHz带宽,灵活子帧配比,上行功控, 链路自适应,无线资源控制,QoS,终端省电,同异频测量和移动性管理,接入和拥塞控制等。
支持S1X2接口功能(包括接口管理,E-RAB管理,UE上下文管理,UE能力传递,S1/X2切换,寻呼,负载管理,NASSON消息传递等功能)
(四)基站ID配臵
为节省基站ID资源,4G小基站配臵28位基站ID,其中前8位由集团分配给各省,从左往右第920位由省内自行分配,第2122位由集团统一分配(目前统一为00),第2328位由省内自行分配。
为提高基站ID资源的利用率,以及考虑虚拟网关功能,小基站ID的第920位不能与宏站的相同。
(五)关键功能配臵
1SON(自优化)功能
4G小基站应支持自启动、自配臵、自优化功能,实现即插即用。具备侦听周边相邻小区频点的能力也可以自动配臵本设备频点。
2、空口同步
4G小基站需支持并开启空口同步功能,通过侦听周围基站的同步信号,保证相邻小区间同步。同步精度满足:频率同步误差不超过±2.5ppm,时间同步误差不超过±1.5us
3、虚拟网关功能
信令网关应支持虚拟网关功能,信令网关可配臵多个20位的虚拟eNB ID, 并且与省内其它宏基站的eNB ID不同。考虑到小基站后8eNB ID中的前两位由集团统一分配,每个虚拟eNB可支持12828位的ID的小站。
(六)移动性管理
支持小站到宏站,宏站到小站,小站到小站的重选。
支持小站到宏站的S1切换,小站通过SON或手工配臵宏站邻区。
原则上只对建筑物入口覆盖处配臵宏站到皮站的S1切换,宏站通过SON或手工配臵皮站邻区。当宏站切换到皮站时,若现网设备不支持28位基站ID, 使用皮站的虚拟网关20位基站ID作为目标基站ID,虚拟网关作为切换代理;当现网设备支持28ID后,使用皮站的28位基站ID作为目标基站ID,采 取标准切换流程。对于部署在家庭的飞站,不配臵宏站到飞站的切换。
支持小站间的切换,通过SON或手工配臵小站邻区。原则上在能建立X2路由的场景下,建议采用X2切换;无X2接口时,采用S1切换。当有网关部署下,异厂商小站间采用S1切换。
(七)互操作
4G小基站系统支持与2/3G的互操作,配臵策略与宏网一致。 对于语言业务互操作,小站支持CSFB功能。为支持CSFB,需要在小基站接入的MME配臵小基站所在的TA与宏网LAC间的对应关系。
对数据业务互操作,小站支持到2/3G的重选和数据业务连接态重定向功能。
(七)位臵管理
为避免小基站(特别是飞站)跨区域使用造成的市场管理混乱及用户计费错误,安全网关根据接入的IP地址、接入位臵的GPS信息、周围的宏网位臵信息(如LACTA)控制小基站的接入,实现接入区域的管理。
(八)TA设臵原则
为后续支持基于TAI的切换消息的转发,并且减少寻呼对网关的压力,小基站的TA和宏网TA区分设臵。为避免TAI数量的过多增加,建议为每个MSC POOL范围内的所有4G小基站配臵一个单独的TA
(九)多制式小基站网关
LTE小基站安全网关和2/3G 小基站的安全网关功能相同,原则上应融合部署。
LTE小基站信令网关与2/3G接入网关功能不同,可以独立建设。
(十)VoLTE业务支持
小基站需支持VoLTE功能(包括语音承载,头压缩,eSRVCC等),VoLTE语音业务用户数:32个(企业级皮站),8个(家庭级飞站)。

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