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Femtocell—一种新型的家庭网络覆盖技术
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摘要:正是基于以上问题的,近年来一种新型的室内信号覆盖技术-Femtocell受到业界的高度关注,各大运营商均在加紧测试和验证Femtocell技术,有望在数年内达到商用水平。
Abstract:
Key words :

背景
随着国内电信运营商重组的完成,我国3G网络开始进入大规模建设阶段,据有关机构统计:目前阶段移动语音业务的60%,数据业务的70%发生在室内,这说明移动用户虽然使用的是移动终端,但大部分的业务发生在固定场所,因此确保室内信号的覆盖质量是3G是否能够取得成功的关键。
由于3G网络工作在较高的2G频段,无线信号的穿墙损耗较2G网络高了很多,原来2G网络室外宏基站可以覆盖到的室内区域现在很多成了盲区。通过增加室外基站的数量来进行深度覆盖的方法成本很高,包括基站选址、设备投入等问题,而目前传统的室内分布系统只能解决商业楼宇和公共空间的覆盖,尚无法进行住宅小区的室内布线,因此3G时代室内覆盖问题将比2G更严重。
正是基于以上问题的,近年来一种新型的室内信号覆盖技术-Femtocell受到业界的高度关注,各大运营商均在加紧测试和验证Femtocell技术,有望在数年内达到商用水平。
Femtocell概念
根据Femto Forum对Femtocell的定义,Femtocell是一种工作在许可频段上的低功率AP(无线接入点)设备,通过居民的DSL或cable宽带与移动运营商网络连接,支持标准的移动终端设备。
Femtocell被称为毫微微小区,是一种小型的低功率蜂窝基站,设计的初衷主要用于家庭及小型办公室等室内场所,因此也被称为家庭基站 (home base station)。它的作用是作为蜂窝网在室内覆盖的补充,为用户提供话音及数据服务;其发射功率较小,一般为毫瓦级,覆盖半径一般为50~200米。单个Femtocell设备一般可支持4个活动用户,空中接口符合3GPP/3GPP2标准,因此适用于任何现有的移动終端。
Femtocell使用IP协议,通过用户已有的ADSL、LAN等宽带电路连接,远端由专用网关实现从IP网到移动网的连接。设备大小与ADSL调制解调器相似,具有安装方便、自动配置、自动规划、即插即用等特点,支持GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、EVDO等各种网络制式。
Femtocell网络构架
Femtocell系统在网元功能配置上与传统宏蜂窝网络有很大的不同,主要定位于家庭或中小办公室接入,室内通信的特点不同于室外环境,对容量需求小,且没有用户突然增加的情况,不需要过多考虑呼吸效应、切换等问题。
在Femtocell技术出现的早期,由于缺乏统一的标准,对于Femtocell设备的功能组成及设备接口,各厂家的实现方式各不相同,通常采用扁平化的网络构架,Femtocell设备集成传统宏蜂窝网络中多个网元的功能,如NodeB、RNC功能,更进一步的扁平化方案是集成NodeB、RNC、SGSN与GGSN功能。
长期以来,标准的不统一导致了不同厂家的产品不能够互联互通,无法统一组网,阻碍了Femtocell的商用进程,2009年4月,全球第一个 UMTS Femtocell标准获批并被纳入3GPP Release8标准,使不同厂商的设备接入到统一的Femto网关成为可能,新标准的发布为Femtocell网络的大规模商用铺平了道路。
HNB(Home NodeB)为femtocell终端设备,安装于家庭内,为家庭内的标准3G手机提供无线信号覆盖,HNB不仅具有标准NodeB的功能,还集成了无线网络控制器(RNC)的无线资源管理功能。HNB GW(Home NodeB Gateway)安装在运营商网络一侧,汇聚来自众多HNB的业务,通过标准的lu-CS和lu-PS接口回传到无线核心网络。统一标准规定HNB和 HNB GW之间采用lu-h接口,该接口定义了在互联网上传送lu控制信令的一种高效灵活方法。
Femtocell的市场价值
1、Femtocell对运营商的价值
改善室内信号覆盖,提高服务质量
在3G环境中,通过室外宏基站的穿透来覆盖住宅小区无法保证室内的深度覆盖,通过部署室内Femtocell可以有效的提高室内信号质量水平,由此带来用户的宽带和语音服务质量的极大提高,同时由于Femtocell只支持家庭授权用户的接入,家庭用户可独享3G网络的带宽资源,提升用户的上网体验。
快速扩充网络,增加网络容量
每个Femtocell相当于一个完整的基站,增加Femtocell终端数量相当于增加基站数量,当然也增加全网的容量,一旦获得用户认可并大量使用,可快速扩充网络容量。
节省运营商投资,减少CAPEX和OPEX值
Femtocell主要用于家庭部署,设备的购买费用由用户或者与运营商共同承担,同时由于借助于固定宽带接入作为其回程,无需额外的网络布线,不存在站址选址和建设维护等投入,可以大大降低网络建设和开通的投资,从而减少CAPEX。由于Femtocell设备放置在用户家中,节省了机房、电源、空调及电路维护等运行成本,从而减少了OPEX。
运营商业FMC业务推广的有效手段
随着电信运营商重组的完成,三大运营商已全部实现全业务运营,拥有完善的有线和无线运营网络,为Femtocell的部署提供了绝佳的网络资源,运营商借助固定接入提供移动业务,一方面可以把现有固定业务和移动业务进行绑定,从而提高用户的忠诚度;另一方面,也可以把原本只部署于固定网络的业务扩展到移动终端,从而增强用户的使用体验以吸引更多的用户。

Femtocell对最终用户的价值
改善语音和数据业务服务质量
由于Femtocell针对家庭环境专门覆盖,具有良好的室内信号覆盖质量,较之室外的宏蜂窝网络环境,语音通话更加清晰;同时由于覆盖的用户少,Femtocell可以为每个用户提供更高速率的宽带服务,给用户更好的宽带体验,享受VIP级别的通信服务。
更加环保节能
由于Femtocell覆盖半径小,用户手机发射功率很小,给用户带来的是更长的手机待机时间,减少对人体的辐射。
享受更经济的服务
由于部署成本相对较低.为了吸引用户,运营商有可能通过给予用户补贴、优惠和更经济实惠的家庭域套餐等多种优惠政策,让用户享受到更多的资费优惠。
Femtocell推广建议
前面已经提到,Femtocell技术主要定位于家庭环境的移动信号覆盖,为家庭用户提供高质量的语音和数据业务服务,从目前情况来看,各运营商的态度比较谨慎,技术性能和商业运行模式尚处在探索之中,Femtocell离正式商用尚有很长的路要走。
1、明确Femtocell的市场定位,实现和WIFI的错位运营
和Femtocell刚刚开始起步不同,WIFI作为一项成熟的技术,三大运营商均已开始大规模的实际部署,两种技术均可向用户提供宽带的接入手段,具有明显的相互替代性。现在很多家庭自发安装的WIFI AP设备已很普及,为手机、笔记本电脑等移动设备提供方便的高速上网服务,使用非常方便,Femtocell要取代WIFI的地位,必须要有能够打动用户的充足理由。
可以看出,Femtocell具有明显的技术优势,运营商也在积极推进,而WIFI有着先发优势,市场成熟度较高,各运营商和地方政府均在推进无线城市的建设。由于目前Femtocell产业链还不成熟,客户端成本高等问题,使得近期市场化存在一定难度,但应该看到的是,目前各大运营商正在建设的WIFI热点主要分布在城市商业楼宇区域,Femtocell无意也不可能去争夺此部分市场,Femtocell一开始就应定位于家庭用户,通过改善室内信号质量,给用户提供高质量的语音和数据业务,在没有网络信号和信号质量较差的地方,确保手机信号的畅通是最重要的,毕竟谁也离不开手机,如果运营商能够推出富有吸引力的消费套餐,相信不少人是愿意尝试Femtocell的,此时家庭内的WIFI就失去了存在的必要。
2、加紧技术测试和验证,完善Femtocell技术
作为一项新技术,在国外也处在试商用阶段,国内还未开始真正起步,全球统一标准也是刚刚出台,在技术上尚有许多不完善和缺乏验证的地方,尤其针对国内住宅小区建筑密集的国情,Femtocell技术是否完善?目前还是未知数,比如说Femtocell设备与室外宏蜂窝网络、大量相邻的
Femtocell设备之间的干扰;宏蜂窝网络和Femtocell网络的切换控制;来访客户的接入控制等问题,尚需要进行大量的测试和验证。
完善Femtocell产业链,尽快降低推广成本
和WIFI AP相比,目前Femtocell终端的成本高数倍以上,除非运营商愿意承担起终端费用,否则很难吸引客户购买。一项新技术推出的初期,由于产业链的缺失,成本相对较高是正常的,随着越来越多的厂家看好和加入到Femtocell产业链中来,终端成本将会很快下降,到时Fmetocell将会真正进入到寻常百姓家。Femtocell推广初期,运营商可参照目前的3G数据卡和上网本补贴政策,对厂家和最终用户进行补贴,以使最终用户承担的费用控制在合理的范围内,补贴的损失可在日后客户的服务费用中逐年收回,同时鼓励厂商进行技术革新,尽快降低终端的BOM成本。
3、合理的商业模式是Femtocell成功的关键
作为一项融合固定和移动业务的新技术,Femtocell有可能为运营商提供了一个全新的商业模式操作平台,通过为家庭用户提供捆绑收费、有线无线宽带、家庭网关业务、家庭域无线局域网等特色服务,给用户提供良好业务体验,吸引用户增加消费时长,提升运营商的盈利水平。
总之:Femtocell的出现为运营商提供了一种室内覆盖技术的新选择,非常值得期待,能否在国内获得发展取决于诸多因素,成功与否,我们将拭目以待。

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