家庭基站的商用部署问题及解决方案*

高波

（中国移动通信集团上海有限公司 上海 200060）

鉴于家庭基站在改善室内覆盖和增强室内业务控制上的关键作用，国内三大主流运营商均重视家庭基站技术的发展和动态。根据3G运营牌照的不同，移动目前关注和研究的是基于TD-SCDMA以及后续演进至TD-LTE的家庭基站技术。

与传统无线覆盖方式不同，家庭基站是基于现有宽带接入回程，部署上要求即插即用。这就要求家庭基站在无线资源管理和控制上较现有方式更智能化。从业务发展和商业运营模式上，由于家庭基站更加贴近用户的家庭生态环境，这也必然引发后续运营模式的演变。

相比于实验室注重的基本功能和可用性验证，现阶段对于TD-SCDMA家庭基站而言，更为重要的是从实验室的原型机到商用产品角色的转变。商业化的家庭基站产品要求相关产品形态在商用部署上考虑到部署场景的复杂性和差异化，从用户可能的需求出发，实现“可用”到“好用”的提升。因为从用户的角度出发，用户不关心运营商使用的技术，而会更关心使用的产品本身性能。

1 商用化部署的潜在挑战

1.1 频率资源

不同于宏网络站点地理位置和频率/扰码资源的可以预规划，家庭基站由于部署位置上的随机性，其工作频点等信息需要在基站设备“即插即用”后自行获取。同时TD-SCDMA系统对于频点的干扰甚为敏感。因此，家庭基站的大规模商业化部署给频率资源的规划和使用提出了挑战。

目前家庭基站在试验阶段为了尽量减小与 室外宏站的干扰，工作频率的策略上是选择异频工作模式，优选10055/10063/10071共3个室内频点中干扰最小的频点工作。此种策略下，家庭基站频率干扰与现有室内分布室内的频点干扰矛盾比较突出。

为了解决上述问题，家庭基站要求具备对周围无线环境扫描和自动选频的功能。但在家庭基站密集部署区域，上述频点的重复使用，仍会带来一定的干扰隐患。

1.2 同步与干扰抑制

同步在家庭基站的作用主要是两个方面：一方面是为了满足移动性向邻区切换的需求，另一方面同步的保持可以降低相邻区域的干扰。在家庭基站同步方案的选择上目前有空口同步/IEEE 1588v2/GPS三种方式。

其中，1588V2需要在网络传输侧功能的支撑，目前在大规模的商用上受限。而GPS方案往往由于在室内环境下GPS信号接收强度不理想，在可推广性上大打折扣。

空口同步是当前的主流方案。该方案下，家庭基站具备类似普通TD-SCDMA 终端的接入功能，模拟终端发起“伪”随机接入。但空口同步尚可能存在以下问题。

（1） 在室外参考宏站信号较弱的场景下，家庭基站的接入和干扰整体协调可能会受影响；

（2） 在家庭基站应用数理较多时，空口同步过程对宏站覆盖性能的影响尚需评估；

（3） 无宏站信号参考的家庭基站组群对周围已同步家庭基站的干扰影响。

1.3 QoS保障

由于家庭基站特有的基于家庭现有带宽接入的回程方式，为保障家庭基站上运行业务的质量。家庭基站需要对网络质量和指标提最低保障需求。

从家庭基站无法正常建立小区的实测抓包图（主要基于从基站宽带接入端向网关抓ping包的丢包率统计结果）可知，在丢包率达到10%的情形下，家庭基站将无法正常工作。另根据家庭基站在网络丢包率从3%～8%变化过程的拨测测试表明，在此丢包率统计区间：家庭基站可以完成到网关和核心网的注册流程；丢包率对CS类业务的接通率和PS业务的速率影响明显，特别是视频业务。如表1所示。

表1 不同丢包率的业务成功率对比

考虑到上述指标是基于模拟核心网的理想条件得到，在实际的网络部署中，一旦丢包率达到或超过8%，家庭基站业务质量和成功率将很难得到保障。

1.4 个性化服务引导

考虑到家庭基站在部署上的小覆盖和在室内业务渗透控制上的优势，简而言之就是要重视家庭基站在个性化服务引导上的作用。其中，家庭区域标志为家庭基站个性化服务引导上提供了一种有效思路。如图1所示，当用户从非Femto小区进入到Femto小区时，家庭基站可对用户发起“提醒”。

从实现方法上，家庭区域标志功能实现方式可有以下几种：如用户的自主手动选网，进入覆盖区域后的短信提醒；或者在比较理想的状况下可实现类似在EGPRS网络中，手机屏幕自动显示“E”的方式。

图1 非Femto小区进入Femto小区服务引导示意图

但通过对数10款TD手机终端的试验表明，当前TD手机对小区标识区域自动显示的支持严重不足，仅有1～2款手机支持该功能。

1.5 芯片和制造工艺

在无线通信设备的制造过程环节中，底层芯片和制造工艺往往起着举足轻重的作用。与TD-SCDMA整个芯片产业薄弱有关，目前已推出TD-SCDMA家庭基站芯片解决方案的厂商只有PICOCHIP。相比于基站整机生产提供商，整个TD-SCDMA家庭基站芯片制造产业链亟待加强。

前期在使用的过程中，我们发现家庭基站整机表面的发热现象较为明显，影响用户体验。这说明家庭基站芯片的功耗和整体优化还有待加强。当然，通过测试，目前TD-SCDMA整机功耗对于如SIM卡等的影响尚处于安全范围。

此外，随着数据业务不断发展，多模家庭基站的需求将逐渐显现。更需要相关芯片制造商在产品规划和路标的制定上提前布局。乐观估计，到2012年，基于HSPA/LTE/TD-SCDMA的多模家庭芯片将可以初步达到试商用水平。

2 解决方案及建议

针对上一部分提到的家庭基站在商用部署上可能遇到的问题，本部分会给出针对性的建议和解决方案参考，以期达到抛砖引玉之效。

表2 解决方案与建议

可以预见，随着后续家庭基站的商业化和逐步铺开，实际商用中可能会遇到的问题远非上述几点可以囊括。但是，如若上述问题能得到妥善处理和解决，家庭基站在商用进程和可实现性将会大大推进。

图2 家庭基站与物联网融合架构

对于商用部署，家庭基站除了上述技术上的考量，整机的成本控制和环保控管等因素也是产业链各方关注的焦点。此外，对于家庭基站来说，通过技术革新，不断提升使用价值和丰富功能选项也值得关注。如图2所示，通过将家庭基站与物联网融合，打造一体化的区域信息服务网络。

3 小结

每一项技术伴随着不同的发展阶段，都有着它的特征使用环境和窗口期。在技术发展的历史来看，真正成功的产品和技术未必是完美无缺的，更多的是因为其某个优点或优势被效用放大并得到认可。

透过本篇对当前TD-SCDMA家庭基站所存在的问题的分析表明，虽然当前TD-SCDMA家庭基站还存在一些问题，但确已经具备商业化的条件。同时在文中笔者也已尝试给出一些针对性的解决方案和建议。

一个产品和技术的真正成熟和认可需要经过大用户样本和实验的不断改进和锤炼。也希望通过TDSCDMA产业各界的共同努力，家庭基站产品可以及早为用户创造价值，实现共赢。

[1]中国移动TD-SCDMA家庭基站测试报告, 2010

[2]中国移动TD-SCDMA终端接口技术规范，2007