CDMAFemtocell标准及关键技术

CDMAFemtocell标准及关键技术摘要：首先阐述了CDMAFemtocell标准的制定历程和发展现状，再从应用和开发的角度出发，对CDMAFemtocell网络架构和关键技术进行深入分析。对3GPP即准中未明确但十分重要的内容，如汇聚管理、移动性管理等给出具体实现方案，有益于Femtocell产品开发和实现。关键词：CDMA;Femtocell;FAP架构；汇聚；切换中图分类号：TN929.5-34文献标识码：A文章编号：1004-373X(2012)01-0055-04CDMAFemtocellstandardsanditskeytechnologyTANGChun-mei(XidianUniversity,X’ian710071,China)Abstract：ThehistoryandcurrentstatusofCDMAFemtocellstandardsareintroduced.ThenetworkarchitectureandkeytechnologyofCDMAFemtocellareanalyzedfromtheperspectiveofapplicationanddevelopment.Thespecificimplementationschemesfornotclearbutimportantcontentsin3GPP2standards,suchasaggregationmanagement,mobilitymanagement,etcarepresented.ItisusefulfordevelopmentandimplementationofFemtocellproducts.Keywords：CDMA;Femtocell;FAP;standard;architecture;aggregation;handoff收稿日期：2011-07-080引言Femtocell（毫微微蜂窝）是一种新型的小型化、低功率基站，利用有线宽带接入作为回传，具有低成本、接入方便、覆盖灵活等特点，主要部署在家庭或企业等室内环境，可以帮助运营商扩大无线网络覆盖，提高容量，提高运营商的竞争力。Femtocell技术出现后，各国际标准组织制定了相关技术规范。本文介绍了CDMAFemtocel标准的现状，深入剖析3GPP2Femtocel网络架构以及实现关键技术，并探讨了标准的未来演进方向。1标准现状与CDMAFemtocell相关的标准化组织有3GPP2FemtoForum和BroadbandForum等。FemtoForum是发起者，在产业内部协调需求，研究技术及市场应用。BroadbandForum与3GPP2合作，制定Femtocell与网管系统之间的TR-069数据模型，提供接口开放建议。3GPP2定义需求，制定CDMAFemtocell相关技术规范。3GPP2CDMAFemtoce需求规范S.R0126-0于2008月5月发布[1]。规范分两个阶段进行。Phase1主要支持基于IMS的1x电路域Femtocell和基于IOS的分组Femtocell（HRPDffl1x分组域），于2010年4月前发布。Phase2主要支持基于IOS的1x电路域Femtocell、扁平架构Femtocell和HRPDFemtocel蹭强特性。CDMAFemtocell规范主要包括空口、接入网IOS和核心网部分。空口规范主要涉及支持Fetmocell增强特性的1xC.S0005-觊范，HRPDC.S0024-魏范，增强系统选择C.S0016-DW及最小t能规范C.S0010-丽C.S0032-C接入网IOS规范主要涉及同时支持基于现有终端和增强特性终端的A.S0024规范。核心网规范为X.S0059-100〜500包括Femtocell网络框架、FemtocellIP技术、Femtocell配置参数、基于IMS的1xFemtocell规范。2Femtocell网络架构CDMAFemtocell网络架构包括1x电路域架构，1x分组域架构和HRP跺构。1x分组域架构与HRP磔构相同，如图1所示[2-3]c其中FAP（Femtoce喉入点）是用户端设备，集成BTS和BSC/PCF勺功能，通过A接口接入FGW（Femtocell网关）。SeGW（Femtocell安全网关）为FAP连接运营商网络提供安全接入。FemtocellAAA是FetmoCell认证服务器，提供FAP认证与授权功能，也可以发送策略信息给SeGWFMS（Femtocell管理系统）为FAP提供管理和参数配置，基于TR-069网管接口标准。?^5?图1CDMA2000HRPD/CDMA2000份组域Femtocell结构图1x电路域Femtocell架构有两种方式，即通过SIP接入IMS和通过A接口接入MSGFemtocell通过SIP接入IMS,FAP实现SIP客户端功能，将传统1x空口协议转换为SIP协议接入IMS[4]。其优点是Femtocell直接接入新的独立的IMS网络，对现有网络影响小；使用SIP协议，可扩展性好。缺点是接入过程复杂，性能低于现有1x网络；传输效率低，时延大；与宏网之间的切换流程复杂，时间长；在业务方面也不能重用现网业务，需要重新开发补充业务。但现实中，对没有部署IMS的运营商，该架构优势难以发挥，部署时还需要新增转换设备，将SIP信令转换后接入现有核心网，但不适合中国使用。Femtocell通过A接口接入MSC,FAP完成BTS和BSM能，提供标准A接口，FGW完成A接口代理功能接入MSG优点是采用标准A接口，业务接入与处理与宏网络完全相同；与宏网间的切换与现有切换类似，切换时间较短；FGW功能简单，对现网MSC影响较小。在具体使用时，FAP与FGW问A接口的底层承载方式可以有不同方式。该架构受到更多运营商和设备商的支持，如图2所示[5]。本文中后续的分析也将基于该架构。图2基于IOS的1x电路域架构参考模型3Femtocell关键技术Femtocell做为移动网络的一部分，应能支持移动Femtocell的部署应尽量减少对已有系统的影响，在不修改已有移动核心网和终端的前提下，实现Femtocell与宏站之间的双向切换，实现Femtocell与Femtocell之间的无缝切换。Femtocell还应具备一定的自组网能力，减少与宏基站之间的干扰。适合于在用户侧安装和使用，支持即插即用、用户接入控制、远程管理等功能，并支持基于Femtocell的差异计费。即插即用用户购买FAP设备，提供签约信息，如家庭地址、接入控制列表、FAP机身编号等，由运营商客服人员把这些信息提供给客服平台处理。3GPP2X.S0059-200-0v1.0,CDMA2000femtocellnetwork:1xandIMSNetworkAspects[S].[S.l.]:3GPP2,2010.3GPP2A.S0024-Av1.0,Interoperabilityspecification(IOS)forfemtocellaccesspoints[S].[S.l.]:3GPP2,2011.3GPP2C.S0005-Ev1.0,Upperlayer(Layer3)signalingstandardforCDMA2000spreadspectrumsystems[S].[S.l.]:3GPP2,2009.3GPP2C.S0024-Cv1.0,CDMA2000highratepacketdataairinterfacespecification[S].[S.l.]:3GPP2,2010.8]3GPP2A.S0008-Cv2.0,Interoperabilityspecification(IOS)forhighratepacketdata(HRPD)radioaccessnetworkinterfaceswithsessioncontrolintheaccessnetwork[S].[S.l.]:3GPP2,2009.3GPP2A.S0013-Dv2.0,Interoperabilityspecification(IOS)forCDMA2000accessnetworkinterfaces-part3features[S].[S.l.]:3GPP2,2009.3GPP2A.S0014-Dv2.0,Interoperabilityspecification(IOS)forCDMA2000accessnetworkinterfaces-part4(A1,A1p,A2,and