Femtocell家庭網(wǎng)絡(luò)覆蓋技術(shù)暢談記

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以往家庭中一部電話、一臺PC的傳統(tǒng)通信應(yīng)用模式開始發(fā)生變化，伴隨著家庭休閑娛樂等應(yīng)用，越來越多的家庭開始期盼這樣一幅美好景象：可以把自己電腦中儲存的高清晰影視片在家中的大屏幕電視上播放；可以在上班時間通過手機(jī)遙控家中的DVD刻錄機(jī)錄下精彩的NBA總決賽；在回家的路上通過掌上電腦遙控家中微波爐做好晚飯或是開啟空調(diào)并調(diào)節(jié)好室內(nèi)溫度……

家庭網(wǎng)絡(luò)（HomeNetworking）是以家庭網(wǎng)關(guān)為控制管理，使用各種無線/有線組網(wǎng)覆蓋技術(shù)，在家庭范圍內(nèi)將PC、電話機(jī)、各類智能終端、家電、安防系統(tǒng)、照明系統(tǒng)與廣域網(wǎng)相連接的一種新技術(shù)。

由于3G網(wǎng)絡(luò)工作在較高的2G頻段，無線信號的穿墻損耗較2G網(wǎng)絡(luò)高了很多，原來2G網(wǎng)絡(luò)室外宏基站可以覆蓋到的室內(nèi)區(qū)域現(xiàn)在很多成了盲區(qū)。通過增加室外基站的數(shù)量來進(jìn)行深度覆蓋的方法成本很高，包括基站選址、設(shè)備投入等問題，而目前傳統(tǒng)的室內(nèi)分布系統(tǒng)只能解決商業(yè)樓宇和公共空間的覆蓋，尚無法進(jìn)行住宅小區(qū)的室內(nèi)布線，因此3G時代室內(nèi)覆蓋問題將比2G更嚴(yán)重。

正是基于以上問題的，近年來一種新型的室內(nèi)信號覆蓋技術(shù)-Femtocell受到業(yè)界的高度關(guān)注，各大運(yùn)營商均在加緊測試和驗證Femtocell技術(shù)，有望在數(shù)年內(nèi)達(dá)到商用水平。

Femtocell概念

Femtocell是近年來根據(jù)3G發(fā)展和移動寬帶化趨勢推出的超小型化移動基站。femtoforum是積極推進(jìn)其產(chǎn)品化的組織，目前會員包括阿爾卡特朗訊、ATT、英國電信、思科、愛立信、華為、中興、摩托羅拉、NEC、三星、沃達(dá)豐等電信運(yùn)營商和設(shè)備制造商。

Femtocell使用IP協(xié)議，通過用戶已有的ADSL、LAN等寬帶電路連接，遠(yuǎn)端由專用網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)從IP網(wǎng)到移動網(wǎng)的聯(lián)通。它的大小與ADSL調(diào)制解調(diào)器相似，具有安裝方便、自動配置、自動網(wǎng)規(guī)、即插即用的特點(diǎn)。Femtocell有適用于CDMA、GSM、UMTS等各種標(biāo)準(zhǔn)和支持2G、2.5G、3G的產(chǎn)品，與運(yùn)營商的其它移動基站同制式、同頻段，因此手機(jī)等移動終端可以通用。它具有1個載波，發(fā)射功率為10~100毫瓦（與WiFi的AP差不多），覆蓋半徑為50~200米，支持4~6個活動用戶，允許的用戶運(yùn)動速度為10公里/小時。

Femtocell網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

在Femtocell技術(shù)出現(xiàn)的早期，由于缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，對于Femtocell設(shè)備的功能組成及設(shè)備接口，各廠家的實(shí)現(xiàn)方式各不相同，通常采用扁平化的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，F(xiàn)emtocell設(shè)備集成傳統(tǒng)宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)中多個網(wǎng)元的功能，如NodeB、RNC功能，更進(jìn)一步的扁平化方案是集成NodeB、RNC、SGSN與GGSN功能。

長期以來，標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一導(dǎo)致了不同廠家的產(chǎn)品不能夠互聯(lián)互通，無法統(tǒng)一組網(wǎng)，阻礙了Femtocell的商用進(jìn)程，2022年4月，個UMTSFemtocell標(biāo)準(zhǔn)獲批并被納入3GPPRelease8標(biāo)準(zhǔn)，使不同廠商的設(shè)備接入到統(tǒng)一的Femto網(wǎng)關(guān)成為可能，新標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布為Femtocell網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模商用鋪平了道路。

HNB（HomeNodeB）為femtocell終端設(shè)備，安裝于家庭內(nèi)，為家庭內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)3G手機(jī)提供無線信號覆蓋，HNB不僅具有標(biāo)準(zhǔn)NodeB的功能，還集成了無線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC）的無線資源管理功能。HNBGW（HomeNodeBGateway）安裝在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)一側(cè)，匯聚來自眾多HNB的業(yè)務(wù)，通過標(biāo)準(zhǔn)的lu-CS和lu-PS接口回傳到無線網(wǎng)絡(luò)。統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定HNB和HNBGW之間采用lu-h接口，該接口定義了在互聯(lián)網(wǎng)上傳送lu控制信令的一種高效靈活方法。

Femtocell的市場價值

1、Femtocell對運(yùn)營商的價值

改善室內(nèi)信號覆蓋，提高服務(wù)質(zhì)量

在3G環(huán)境中，通過室外宏基站的穿透來覆蓋住宅小區(qū)無法保證室內(nèi)的深度覆蓋，通過部署室內(nèi)Femtocell可以有效的提高室內(nèi)信號質(zhì)量水平，由此帶來用戶的寬帶和語音服務(wù)質(zhì)量的極大提高，同時由于Femtocell只支持家庭授權(quán)用戶的接入，家庭用戶可獨(dú)享3G網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源，提升用戶的上網(wǎng)體驗。

快速擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)，增加網(wǎng)絡(luò)容量

每個Femtocell相當(dāng)于一個完整的基站，增加Femtocell終端數(shù)量相當(dāng)于增加基站數(shù)量，當(dāng)然也增加全網(wǎng)的容量，一旦獲得用戶認(rèn)可并大量使用，可快速擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)容量。

節(jié)省運(yùn)營商投資，減少CAPEX和OPEX值

Femtocell主要用于家庭部署，設(shè)備的購買費(fèi)用由用戶或者與運(yùn)營商共同承擔(dān)，同時由于借助于固定寬帶接入作為其回程，無需額外的網(wǎng)絡(luò)布線，不存在站址選址和建設(shè)維護(hù)等投入，可以大大降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和開通的投資，從而減少CAPEX.由于Femtocell設(shè)備放置在用戶家中，節(jié)省了機(jī)房、電源、空調(diào)及電路維護(hù)等運(yùn)行成本，從而減少了OPEX.

運(yùn)營商業(yè)FMC業(yè)務(wù)推廣的有效手段

隨著電信運(yùn)營商重組的完成，三大運(yùn)營商已全部實(shí)現(xiàn)全業(yè)務(wù)運(yùn)營，擁有完善的有線和無線運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)，為Femtocell的部署提供了的網(wǎng)絡(luò)資源，運(yùn)營商借助固定接入提供移動業(yè)務(wù)，一方面可以把現(xiàn)有固定業(yè)務(wù)和移動業(yè)務(wù)進(jìn)行綁定，從而提高用戶的忠誠度；另一方面，也可以把原本只部署于固定網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)擴(kuò)展到移動終端，從而增強(qiáng)用戶的使用體驗以吸引更多的用戶。

Femtocell對終用戶的價值

改善語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量

由于Femtocell針對家庭環(huán)境專門覆蓋，具有良好的室內(nèi)信號覆蓋質(zhì)量，較之室外的宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，語音通話更加清晰；同時由于覆蓋的用戶少，F(xiàn)emtocell可以為每個用戶提供更高速率的寬帶服務(wù)，給用戶更好的寬帶體驗，享受VIP級別的通信服務(wù)。

更加環(huán)保節(jié)能

由于Femtocell覆蓋半徑小，用戶手機(jī)發(fā)射功率很小，給用戶帶來的是更長的手機(jī)待機(jī)時間，減少對人體的輻射。

享受更經(jīng)濟(jì)的服務(wù)

由于部署成本相對較低。為了吸引用戶，運(yùn)營商有可能通過給予用戶補(bǔ)貼、優(yōu)惠和更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的家庭域套餐等多種優(yōu)惠政策，讓用戶享受到更多的資費(fèi)優(yōu)惠。

Femtocell推廣建議

前面已經(jīng)提到，F(xiàn)emtocell技術(shù)主要定位于家庭環(huán)境的移動信號覆蓋，為家庭用戶提供高質(zhì)量的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)，從目前情況來看，各運(yùn)營商的態(tài)度比較謹(jǐn)慎，技術(shù)性能和商業(yè)運(yùn)行模式尚處在探索之中，F(xiàn)emtocell離正式商用尚有很長的路要走。

1、明確Femtocell的市場定位，實(shí)現(xiàn)和WIFI的錯位運(yùn)營

和Femtocell剛剛開始起步不同，WIFI作為一項成熟的技術(shù)，三大運(yùn)營商均已開始大規(guī)模的實(shí)際部署，兩種技術(shù)均可向用戶提供寬帶的接入手段，具有明顯的相互替代性?，F(xiàn)在很多家庭自發(fā)安裝的WIFIAP設(shè)備已很普及，為手機(jī)、筆記本電腦等移動設(shè)備提供方便的高速上網(wǎng)服務(wù)，使用非常方便，F(xiàn)emtocell要取代WIFI的地位，必須要有能夠打動用戶的充足理由。

可以看出，F(xiàn)emtocell具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，運(yùn)營商也在積極推進(jìn)，而WIFI有著先發(fā)優(yōu)勢，市場成熟度較高，各運(yùn)營商和地方政府均在推進(jìn)無線城市的建設(shè)。由于目前Femtocell產(chǎn)業(yè)鏈還不成熟，客戶端成本高等問題，使得近期市場化存在一定難度，但應(yīng)該看到的是，目前各大運(yùn)營商正在建設(shè)的WIFI熱點(diǎn)主要分布在城市商業(yè)樓宇區(qū)域，F(xiàn)emtocell無意也不可能去爭奪此部分市場，F(xiàn)emtocell一開始就應(yīng)定位于家庭用戶，通過改善室內(nèi)信號質(zhì)量，給用戶提供高質(zhì)量的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在沒有網(wǎng)絡(luò)信號和信號質(zhì)量較差的地方，確保手機(jī)信號的暢通是重要的，畢竟誰也離不開手機(jī)，如果運(yùn)營商能夠推出富有吸引力的消費(fèi)套餐，相信不少人是愿意嘗試Femtocell的，此時家庭內(nèi)的WIFI就失去了存在的必要。

2、加緊技術(shù)測試和驗證，完善Femtocell技術(shù)

作為一項新技術(shù)，在國外也處在試商用階段，國內(nèi)還未開始真正起步，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)也是剛剛出臺，在技術(shù)上尚有許多不完善和缺乏驗證的地方，尤其針對國內(nèi)住宅小區(qū)建筑密集的國情，F(xiàn)emtocell技術(shù)是否完善？目前還是未知數(shù)，比如說Femtocell設(shè)備與室外宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)、大量相鄰的

Femtocell設(shè)備之間的干擾；宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)和Femtocell網(wǎng)絡(luò)的切換控制；來訪客戶的接入控制等問題，尚需要進(jìn)行大量的測試和驗證。

完善Femtocell產(chǎn)業(yè)鏈，盡快降低推廣成本

和WIFIAP相比，目前Femtocell終端的成本高數(shù)倍以上，除非運(yùn)營商愿意承擔(dān)起終端費(fèi)用，否則很難吸引客戶購買。一項新技術(shù)推出的初期，由于產(chǎn)業(yè)鏈的缺失，成本相對較高是正常的，隨著越來越多的廠家看好和加入到Femtocell產(chǎn)業(yè)鏈中來，終端成本將會很快下降，到時Fmetocell將會真正進(jìn)入到尋常百姓家。Femtocell推廣初期，運(yùn)營商可參照目前的3G數(shù)據(jù)卡和上網(wǎng)本補(bǔ)貼政策，對廠家和終用戶進(jìn)行補(bǔ)貼，以使終用戶承擔(dān)的費(fèi)用控制在合理的范圍內(nèi)，補(bǔ)貼的損失可在日后客戶的服務(wù)費(fèi)用中逐年收回，同時鼓勵廠商進(jìn)行技術(shù)革新，盡快降低終端的BOM成本。

3、合理的商業(yè)模式是Femtocell成功的關(guān)鍵

作為一項融合固定和移動業(yè)務(wù)的新技術(shù)，F(xiàn)emtocell有可能為運(yùn)營商提供了一個全新的商業(yè)模式操作平臺，通過為家庭用戶提供捆綁收費(fèi)、有線無線寬帶、家庭網(wǎng)關(guān)業(yè)務(wù)、家庭域無線局域網(wǎng)等特色服務(wù)，給用戶提供良好業(yè)務(wù)體驗，吸引用戶增加消費(fèi)時長，提升運(yùn)營商的盈利水平。

總之：Femtocell的出現(xiàn)為運(yùn)營商提供了一種室內(nèi)覆蓋技術(shù)的新選擇，非常值得期待，能否在國內(nèi)獲得發(fā)展取決于諸多因素，成功與否，我們將拭目以待。

新型3G接入點(diǎn)對現(xiàn)網(wǎng)規(guī)劃的影響

CDMA網(wǎng)絡(luò)中，同一小區(qū)中的用戶共享下行功率，對于室內(nèi)的用戶，無線信號要穿透墻體才能到達(dá)終端，故這部分用戶消耗了一大部分功率，造成宏蜂窩小區(qū)的容量下降，甚至造成小區(qū)中所有用戶業(yè)務(wù)質(zhì)量惡化。Femtocell能夠分流宏蜂窩小區(qū)的話務(wù)，這樣可以降低室外宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)的容量壓力，或者等效為擴(kuò)大基站覆蓋范圍。因此，建設(shè)Femtocell會對移動網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃產(chǎn)生影響，鑒于CDMA網(wǎng)絡(luò)的容量和覆蓋可以相互轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)，這種影響可以等效為同樣情況下減少基站的數(shù)量或者等效為降低系統(tǒng)擴(kuò)容壓力。

Femtocell倍受綜合運(yùn)營商的推崇，它一般很少與移動網(wǎng)絡(luò)同步建設(shè)，而是作為室外宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)有效補(bǔ)充的手段使用。根據(jù)分析，F(xiàn)emtocell模式只有在高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求比較旺盛的3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成熟期才能發(fā)揮很好的效用。在此階段我們可以認(rèn)為，室外宏蜂窩基站建設(shè)已經(jīng)達(dá)到完全滿足覆蓋需求的規(guī)模，但是，在高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使用比較集中的時段，在某些熱點(diǎn)區(qū)域會因容量消耗過大造成覆蓋空洞，從而影響到