Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ技術(shù)簡(jiǎn)介

本刊編輯部

隨著Femtocell技術(shù)的日趨成熟，F(xiàn)emtocell已被諸多的運(yùn)營商、設(shè)備廠商所看好，如果說2008年是Femtocell產(chǎn)品的測(cè)試年，那么2009年將是Femtocell商用的關(guān)鍵性一年，預(yù)計(jì)規(guī)模商用在2010年后。

Femtocell的基本概念

由于移動(dòng)通信面臨室內(nèi)覆蓋的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，一種新的技術(shù)被推上臺(tái)面——Femtocell，毫微微蜂窩基站，也被稱作家庭基站或3G接入點(diǎn)。它是一種超小型手機(jī)基站設(shè)備，外觀上與Wi-Fi的接入設(shè)備相似，大小差不多，適用于家庭及辦公室環(huán)境。如果在家庭里設(shè)置Femtocell，連接有線寬帶后，用戶使用手機(jī)撥打電話時(shí)，可以采用更便宜的有線通信。其發(fā)射功率較小，一般為毫瓦級(jí)，因此覆蓋半徑也較小，一般為20米～50米。一個(gè)femtocell的接入設(shè)備一般最多可支持4～6個(gè)移動(dòng)用戶，其空中接口符合3GPP/3GPP2標(biāo)準(zhǔn)，因此適用于任何現(xiàn)有的移動(dòng)終端。

Femtocell可在3G網(wǎng)絡(luò)上提供Wi-Fi功能，從而在建筑物內(nèi)實(shí)現(xiàn)可靠的3G連通。該技術(shù)通過在建筑物內(nèi)布置一個(gè)小型的低功率發(fā)射器/接收器，從而允許3G手機(jī)連接到本地蜂窩基站，并通過ADSL線路進(jìn)行路由呼叫。Femtocell還能夠連接到家庭網(wǎng)絡(luò)，將電話上的內(nèi)容分發(fā)到家中的各個(gè)設(shè)備，比如電視和立體聲系統(tǒng)，并讓用戶以7.2Mbps的速度接入到所有常規(guī)3G服務(wù)。一但設(shè)備普及，更多的應(yīng)用也會(huì)隨之而來，例如家庭安全監(jiān)控等。

盡管Femtocell誕生不久，但是已經(jīng)得到運(yùn)營商和設(shè)備制造商的追捧，歐洲通過Femtocell技術(shù)增強(qiáng)手機(jī)信號(hào)。到2010年，F(xiàn)emtocell技術(shù)將走向繁榮，而全球主要的運(yùn)營商將引入新的計(jì)費(fèi)和業(yè)務(wù)捆綁策略，從而提高有線傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)量，同時(shí)也有利于提高無線信號(hào)在家庭與辦公場(chǎng)所的覆蓋。

Femtocell的關(guān)鍵技術(shù)

●即插即用

Femtocell所扮演的角色類似于終端設(shè)備，因此其使用方法必須簡(jiǎn)單明確，用戶從運(yùn)營商獲取Femtocell基站后，只要接通電源和網(wǎng)絡(luò)，必須能自動(dòng)完成IP連接和IP分配，進(jìn)行遠(yuǎn)程的自動(dòng)軟件升級(jí)、自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，包括最小干擾頻點(diǎn)的選擇、擾碼的自動(dòng)分配、鄰區(qū)列表的自動(dòng)創(chuàng)建及發(fā)射功率的自動(dòng)調(diào)整。

●接入控制

接入控制主要有三個(gè)層面。第一，接入層的UE接入鑒權(quán)。用戶必須可以設(shè)置Femtocell的接入模式，是否允許所有用戶接入？能否設(shè)置不同的接入用戶？Femtocell信號(hào)是否可以獨(dú)享？因此Femtocell必須設(shè)置一個(gè)白名單編輯功能，以滿足對(duì)Femtocell接入終端的控制。第二，F(xiàn)emtocell基站設(shè)備的接入控制。運(yùn)營商要能夠監(jiān)控Femtocell基站的使用，并控制其IP是否允許接入。第三，核心網(wǎng)3GPP標(biāo)準(zhǔn)的UE接入鑒權(quán)。Femtocell對(duì)用戶的接入必須滿足3GPP對(duì)3G的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

●切換控制

Femtocell必須與宏峰窩之間實(shí)現(xiàn)無縫切換，以提高用戶的感知度，切換主要包括三個(gè)方面：Femtocell和Femtocell之間的切換；Femtocell向宏峰窩的切換；宏峰窩向Femtocell的切換。

●IP傳輸網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求

因?yàn)镕emtocell是完全通過IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與核心網(wǎng)的連接，因此如何保證業(yè)務(wù)的QoS服務(wù)等級(jí)，特別是語音業(yè)務(wù)的QoS要求非常關(guān)鍵，因此對(duì)于IP傳輸網(wǎng)絡(luò)需要有一定的性能要求。

Femtocell的優(yōu)點(diǎn)

●低成本：Femtocell結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與傳統(tǒng)基站相比價(jià)格低廉，用戶可以自己購買。

●用戶安裝：支持即插即用，用戶可以自行安裝Femtocell終端，只需運(yùn)營商進(jìn)行激活。

●寬帶接入：Femtocell是基于IP協(xié)議的，采用扁平化的基站架構(gòu)，可以通過現(xiàn)有的DSL、cable或光纖等寬帶手段接入移動(dòng)運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)。

●低功率：Femtocell的發(fā)射功率為10mW～100mW，與Wi-Fi接入點(diǎn)類似。

●基于蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)：Femtocell可以基于任何移動(dòng)蜂窩通信技術(shù)，包括現(xiàn)有的3G標(biāo)準(zhǔn)及即將成熟的UMB、LTE。

●使用單模終端：與UMA技術(shù)不同，F(xiàn)emtocell不需要雙模終端支持。

●支持多種標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議：Femtocell獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)連接方式，支持連接運(yùn)營商核心網(wǎng)的多種接口，如UMA和SIP/IMS協(xié)議等。

Femtocell對(duì)發(fā)展3G意義非凡

Femtocell不僅僅是一個(gè)提高網(wǎng)絡(luò)容量及覆蓋率的方法，其對(duì)快速發(fā)展3G用戶也起到十分積極的作用。用戶的發(fā)展

是3G發(fā)展的基礎(chǔ)，因此Femtocell將會(huì)對(duì)3G的發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。

●快速增加3G用戶群

Femtocell對(duì)3G用戶群增加的拉動(dòng)體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面Femtocell具有良好的寬帶用戶資源，F(xiàn)emtocell必須依靠寬帶接口或者DSL連接，這將會(huì)提高寬帶的利用率。而集成的Femtocell家庭網(wǎng)關(guān)將使用戶無需添加新設(shè)備就可以使用Femtocell服務(wù)，這將進(jìn)一步提高其滲透率。Femtocell能夠有效解決3G在室內(nèi)覆蓋方面的不足，使3G的應(yīng)用得到擴(kuò)展，并贏得很多寬帶用戶。另一方面，F(xiàn)emtocell以家庭或小型辦公室為單位，這使得捆綁多個(gè)用戶成為可能，運(yùn)營商可以通過設(shè)計(jì)優(yōu)惠的家庭套餐來滿足個(gè)性化業(yè)務(wù)需求。

Femtocell的優(yōu)點(diǎn)不僅僅在于網(wǎng)絡(luò)覆蓋及網(wǎng)絡(luò)容量的提高上，它很可能演變出新的商業(yè)及業(yè)務(wù)模式。運(yùn)營商通過Femtocell收集用戶的信息，整合內(nèi)容及服務(wù)資源，向用戶提供個(gè)性化的服務(wù)，打造出豐富多彩的數(shù)字化家庭應(yīng)用。

●降低用戶流失率

對(duì)用戶流失率的降低表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一方面通過Femtocell更好的了解用戶消費(fèi)方式（Femtocell由運(yùn)營商遠(yuǎn)程管理），了解用戶的需求及習(xí)慣，并推出滿足不同需求的個(gè)性化服務(wù)；另一方面，F(xiàn)emtocell提供的融合服務(wù)是多個(gè)家庭成員共同簽約，這無疑抬高了其轉(zhuǎn)移成本。

●提高對(duì)固網(wǎng)寬帶接入的依賴性

隨著語音業(yè)務(wù)的逐漸飽和，未來市場(chǎng)的增長(zhǎng)點(diǎn)將會(huì)在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及寬帶業(yè)務(wù)上，而兩者也呈現(xiàn)融合趨勢(shì)。Femtocell的直接價(jià)值是體現(xiàn)在移動(dòng)運(yùn)營商方面，但是Femtocell業(yè)務(wù)是離不開固網(wǎng)運(yùn)營商的寬帶業(yè)務(wù)的。Femtocell可以提高寬帶增值服務(wù)價(jià)值，擴(kuò)展固網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的應(yīng)用范圍，使用戶加大對(duì)寬帶接入的依賴性。

Femtocell在各國的運(yùn)用

Femtocell這一超小型移動(dòng)電話基站，目前已成功開發(fā)出字典大小的產(chǎn)品，并且價(jià)格低廉，可在家用電器大賣場(chǎng)銷售。像Modem一樣，它可由用戶自主安裝。Femtocell中的femto意為毫微微，其為10的負(fù)15次方，即1億分之一的1000萬分之一，數(shù)量超乎想象的微小。該網(wǎng)關(guān)可接收極其微小的電波信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)處理，在家庭內(nèi)可支持4人同時(shí)通信，能夠提高用戶通信質(zhì)量和降低通信費(fèi)用，最大使用距離幾十米。尤為突出的是，它支持固定電話和移動(dòng)電話的融合(FMC)，因而在歐美和日本等發(fā)達(dá)國家受到運(yùn)營商和用戶的廣泛青睞。

Sprint在美國領(lǐng)先開展這項(xiàng)業(yè)務(wù)，T-Mobile公司也開始提供這一業(yè)務(wù)。歐洲的一些電信運(yùn)營商也準(zhǔn)備積極參與，美國摩托羅拉開始在歐洲測(cè)試支持3G標(biāo)準(zhǔn)的毫微微蜂窩家用網(wǎng)關(guān)技術(shù)。除此之外，諾基亞-西門子網(wǎng)絡(luò)公司也正在開發(fā)3GFemtocell家庭接入系統(tǒng)。

日本政府對(duì)這一新興技術(shù)大力支持?？倓?wù)省認(rèn)為，其可安裝在高層建筑的室內(nèi)、地下室和山區(qū)等偏僻地帶，可支持高速大容量的無線通信。特別適用于有需要的家庭和地下商業(yè)街的中小型店鋪。這將有利于盡早實(shí)現(xiàn)日本政府所提倡的無所不連的寬帶通信發(fā)展計(jì)劃，并且減輕日本官方的相應(yīng)負(fù)擔(dān)。

有專家指出，由于該技術(shù)的多種優(yōu)越性和進(jìn)入門檻相對(duì)低，值得作為近距離無線通信的另一種重要手段，應(yīng)引起國內(nèi)信息通信主管部門和相關(guān)廠商的密切關(guān)注。

Femtocell在中國的推廣

從技術(shù)角度看：

●與宏蜂窩（Macrocell）的區(qū)分

可以采用與外網(wǎng)使用不同的系統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)使用獨(dú)立頻點(diǎn)等方式實(shí)現(xiàn)。

●規(guī)避與宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)的相互干擾

針對(duì)中國市區(qū)建筑密集的國情，干擾問題是Femtocell必須克服的一個(gè)難題，尤其在基站附近室內(nèi)信號(hào)也比較強(qiáng)的區(qū)域，避免出現(xiàn)乒乓切換等影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的問題。

●實(shí)現(xiàn)與宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)的切換

Femtocell技術(shù)的初衷是要實(shí)現(xiàn)與宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)的無縫切換，但由于Femtocell設(shè)備數(shù)量龐大，基站鄰小區(qū)列表配置不具備可實(shí)施性，目前宏蜂窩到Femtocell的切換尚存在難度。

●運(yùn)營商需要制定合理的用戶接入策略

這一方面可以很大程度上規(guī)避Femtocell信號(hào)對(duì)非Femtocell用戶產(chǎn)生的強(qiáng)干擾；另一方面有利于保證Femtocell與宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量，保護(hù)運(yùn)營商的品牌形象。

從商業(yè)模式角度看：

●3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)形成主流

當(dāng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量和3G用戶滲透率都比較高的時(shí)候，運(yùn)營商可以從Femtocell獲得可觀的收益。如果3G市場(chǎng)沒有得到充分發(fā)展，F(xiàn)emtocell經(jīng)濟(jì)效益不明顯，其所節(jié)省的宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于Femtocell所需的投入。

●宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)容量或覆蓋存在不足

如果宏蜂窩小區(qū)間距滿足要求且容量配置充足，那么依靠宏蜂窩基站完全可以解決室內(nèi)外覆蓋需求，F(xiàn)emtocell對(duì)運(yùn)營商也就失去了意義。

結(jié)束語

對(duì)于一種新技術(shù)的出現(xiàn)，技術(shù)的完善、產(chǎn)品與服務(wù)的推廣最終使產(chǎn)業(yè)鏈走向成熟是整個(gè)技術(shù)發(fā)展過程中最重要的環(huán)節(jié)，而作為一種新興的技術(shù)，F(xiàn)emtocell同樣避免不了這個(gè)階段。

從技術(shù)層面上，F(xiàn)emtocell作為蜂窩網(wǎng)在室內(nèi)覆蓋的補(bǔ)充，能夠?yàn)橛脩籼峁┰捯艏皵?shù)據(jù)服務(wù)。在當(dāng)前3G在室內(nèi)覆蓋不足的情況下，F(xiàn)emtocell能夠分流宏蜂窩小區(qū)的話務(wù)，降低室外宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)的容量壓力，或者等效為擴(kuò)大基站覆蓋范圍，同時(shí)，通過緩解3G網(wǎng)絡(luò)空中接口頻率有限，為實(shí)現(xiàn)3G網(wǎng)絡(luò)下的高速數(shù)據(jù)連接提供了良好的保障。除此以外，F(xiàn)emtocell還可以實(shí)現(xiàn)完全的融合網(wǎng)絡(luò)，F(xiàn)emtocell設(shè)備可以集成Wi-Fi、ADSL路由交換等功能成為家庭中唯一的綜合性家庭網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品等等。技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，決定了其未來發(fā)展?jié)摿Γ瑹o可厚非Femtocell已經(jīng)受到了來自運(yùn)營商與設(shè)備供應(yīng)商的青睞。

正如802.11n技術(shù)，雖然大量的設(shè)備廠商與芯片廠商推出了大量的產(chǎn)品，但在企業(yè)市場(chǎng)依舊發(fā)展緩慢。Femtocell也面臨著同樣的問題，更為嚴(yán)重的是，Wi-Fi產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)相當(dāng)完善，相應(yīng)的芯片廠商，設(shè)備廠商數(shù)量眾多，產(chǎn)品較為成熟，而Femtocell技術(shù)剛剛起步，產(chǎn)業(yè)鏈還處于襁褓期。正因此，F(xiàn)emtocell技術(shù)在發(fā)展過程中，在所面臨的設(shè)備信號(hào)干擾、軟件開發(fā)、安全防患、成本控制等多個(gè)環(huán)節(jié)上，缺乏更多的支持。尤其在成本控制上，F(xiàn)emtocell作為一個(gè)客戶端產(chǎn)品，價(jià)格要在客戶接受的范圍內(nèi)。

同時(shí)，從目前市場(chǎng)上來看，除了運(yùn)營商提及的少數(shù)的幾個(gè)服務(wù)以及設(shè)備供應(yīng)商提供的一些基站產(chǎn)品以外，很少能看到如Wi-Fi產(chǎn)業(yè)鏈中那么全面的產(chǎn)品，而過于單一的產(chǎn)品線也將導(dǎo)致用戶對(duì)Femtocell技術(shù)的熱情。更重要的是，由于產(chǎn)品的缺乏直接導(dǎo)致應(yīng)用市場(chǎng)停滯不前，運(yùn)營商業(yè)務(wù)難以得到更好的推廣，更別提商業(yè)模式能有所創(chuàng)新。

在家庭網(wǎng)絡(luò)中，F(xiàn)emtocell技術(shù)具有更多優(yōu)勢(shì)，雖然運(yùn)營商表示對(duì)Femtocell的熱情，但由于Femtocell產(chǎn)業(yè)鏈還不成熟，客戶端成本高等，使得近期市場(chǎng)化存在一定難度，而在Femtocell技術(shù)的推廣過程中，如果更好的完善產(chǎn)業(yè)鏈將是最大的挑戰(zhàn)。