一种家庭基站虚拟共小区的技术研究

摘 要：Femto（家庭基站）是解决室内覆盖的有效手段之一，它实现了传统固定网络与移动网络的有效融合，但它面临一个问题，那就是过多地使用了核心网小区标识。针对该问题，需要在GSM、TD-SCDMA、WCDMA网络制式下，找到Femto组网架构下的一种家庭基站虚拟共小区的实现方法。

关键词：cell；Femto；基站虚拟共小区

中图分类号：TN915.8文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2018）07-0078-02

Abstract：Femto（Femtocell）is one of the effective means to solve the indoor coverage. It realizes the effective fusion of traditional fixed network and mobile network. However，it faces a problem and uses the cell identification too much. Aiming at this problem，we need to find a method of realizing virtual combine cell of Femtocell under the framework of GSM，TD-SCDMA and WCDMA networking.

Keywords：cell；Femto；vrtual common cell of base station

0 引 言

Femto技术的优势在于不仅能够利用固网资源吸收数据业务，减轻宏站的业务流量压力，而且还能够弥补宏站网络覆盖的不足，提高用户的业务体验。Femto产品具有发射功率低、体积小巧、施工便捷等特点，近年来得到了运营商的广泛运用。

现有的GSM、TD-SCDMA、WCDMA网络制式的FemtoCell组网模式下，大多数设备厂商都开发出基于该模式下的网络接入设备，比如网关，以满足家庭基站群接入核心网的需要。对核心网而言，家庭基站相对宏网基站独立存在，均需要配置宏网参数，特别是小区标识唯一标识一个基站的位置服务区域。然而各厂商设备在接入过程中，过量占用过多的核心网小区标识资源，这就造成核心网资源冗余和浪费，得不到充分和有效利用，增加核心网的信令传输负荷。为了达到上述功能要求，必须解决好如下3个问题：

（1）如何解决大量家庭基站接入网络时对CI的过量使用，造成资源浪费的问题。移动通信网络一般按CI确定计费标准。网络按小区CI唯一编址，而不是LAC+CI唯一编址。

（2）如何解决家庭基站密集接入，同时覆盖一个位置区域时产生小区不一致引起的用户计费困难的问题。

（3）如何降低核心网A/Iu-CS/Iu-PS接口或Iuh接口之间的信令传输负荷和时延问题。

1 系统概述

Femto系统主要由家庭基站、网络侧接入设备和核心网组成，其中家庭基站与基站网关通过Iuh接口建立连接，网络侧接入设备与核心网通过A/Iu-CS/Iu-PS接口建立连接。具体组网结构如图1所示。网络接入设备需要根据业务场景和信令特性、核心网侧的接口类型，来实现信令消息携带的宏网小区与虚拟小区的转换策略，使家庭基站接入该设备时，能够以统一的小区标识进行准确无误的信令传输。

2 家庭基站虚拟共小区技术分析

网络接入设备需要根据业务场景和信令特性、核心网侧的接口类型，来实现信令消息携带的宏网小区与虚拟小区的转换策略，使家庭基站接入该设备时，能够以统一的小区标识进行准确无误的信令传输。具体实现方法分为以下几个步骤：

2.1 配置虚拟共小区关系映射表

基站接入网络设备时，通过网关或任何监控设备配置虚拟小区和宏网小区的唯一映射关系，以虚拟小区唯一确认基站的位置服务，如图2所示。

2.2 建立基站标识和小区信息的唯一映射关系

如图2所示。系统网关收到基站接入请求消息，请求消息中包含该基站分配的虚拟小区，建立基站标识和虚拟小区、真实小区之间的映射关系。

2.3 建立用户和基站标识之间的映射关系

如图2所示。用户接入时发起请求消息，根据请求消息的sctp信息建立和偶联相同的基站之间的映射关系。

2.4 上行信令虚拟小区和宏网小区之间的转换

如图3所示。用户上行信令消息携带虚拟小区进行业务，网关通过上述保存的映射关系对上行消息解析后，转换成宏网分配的真实CI，发送到核心网。

2.5 下行信令消息虚拟小区和宏网小区之间的转换

如图3所示。用户下行信令消息下发至系统网关，并携带宏网真实CI，系统网关通过上述步骤保存的映射关系对下行消息进行解析后，转换成虚拟小区，如果下行消息携带的是虚拟小区，则直接透传不进行转换。

总之，网络接入设备通过虚拟共小区的参数转化，以实现家庭基站虚拟共小区接入系统网关的目的，并保证业务的正常处理。

3 总 结

本文详细描述了一种完整的家庭基站虚拟共小区信令转换和转发方法。通过该方法，能够有效地解决家庭基站接入系统网关时的小区资源大量占用问题，同时解决了核心网对家庭基站群的用户计费难问题，并且显著降低了A/Iu-CS/Iu-PS接口的信令负荷。该方法现在已应用于实际的2G/3G家庭基站设备中，并产生了很好的应用效果，未来会着重研究在4G/5G网络中该技术的推广应用。

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作者简介：徐胤（1977-），男，汉族，四川人，中级工程师，工学硕士。研究方向：移动通信技术。