Femto

3G時代已經來臨，各種高速無線應用正在不斷改變人類的生活方式。隨著無線帶寬的不斷提升，大眾攫取信息的模式發生著根本性的改變，隨時隨地溝通正在成為可能，3G將手持終端打造成信息交匯的舞台。3G通信賦予信息時代的特性就是大量數據業務的產生，其將網際網路業務有效的延伸到移動通信領域，據日本NTTDoCoMo調查結果，70%的3G業務發生在室內環境。同樣，針對北美行動電話使用場景的調查數據也顯示，隨著業務不斷發展和用戶消費習慣的不斷改善，近30%的業務使用發生在家庭區域，而接近35%的業務使用發生在公司、餐館等室內環境。因此室內無線覆蓋的好壞決定了用戶的業務使用感知，而如何有效改善3G網路的室內覆蓋，是3G業務是否能夠成功部署的關鍵。然而3G網路所採用的2.1GHz頻段資源，傳輸損耗和空間損耗較大，對建築物牆體的穿透能力十分薄弱，運營商面臨的最大問題就是室內覆蓋質量往往不盡人意。同時作為大量數據業務承載的區域，如何有效的整合固定接入和移動寬頻資源是運營商在全業務運營中所面臨的棘手問題。

與傳統Node B/eNode B不同的是，Home eNode B的小區覆蓋範圍小，由最終用戶購買用於增強本地覆蓋，為特定用戶提供服務。Home eNode B原則上可以有不同的配置方式，如：單一Home eNode B或本地Home eNode B簇配置；受限區域或開放區域配置。不同的組合產生不同的典型應用場景，如：

（1）典型的家庭居住應用場景，即閉合用戶組（CSG，Closed Subscriber Group）的單一Home eNode B；

（2）大型居住場景、校園或小的辦公室場景，即CSG的Home eNode B簇；

（3）咖啡館場景，即開放性接入的單一Home eNode B。

參考設計為例，它的傳輸距離小於200m，支持4個用戶，一般通過有線網路連接運營商核心網路。其產品形式主要有兩種：一是獨立的femtocell，通過乙太網連接到現有Cable或者ADSL Modem；二是femtocell與Modem甚至是家庭網關集成。femtocell的興起，主要是手機運營商為了應對新興無線運營商和移動虛擬網路運營商(MVNO)的競爭，以及解決3G技術在室內覆蓋不太可靠的問題。在藍牙、Wi-Fi和WiMax等無需許可證的無線技術推動下，這些新興運營商如同野草般瘋長。

優點：

Femto是一種新興的熱點技術，被業界認為是解決室內覆蓋的手段之一，也是固定與移動網路融合的一種方式。Femto設備發射功率小（最大功率20mW）、體積小，工作於授權頻段，覆蓋半徑一般為5－20米，能提供話音和數據業務，一般支持16個用戶附著和4－6個用戶同時使用。

Femto技術的優勢在於不僅能夠利用固網資源，吸收3G業務，減輕3G宏網路的業務流量壓力；還能夠彌補網路覆蓋的不足，提高室內覆蓋的質量和用戶的業務體驗，增強用戶的粘性。在大規模應用后，Femto的推廣成本、以及CS和PS業務的運營成本（比宏網路更低）能夠得到降低，成為運營商贏得用戶的利器。

缺點：

必須要有固網寬頻資源，而且要完善端到端QoS保障策略，以保障CS業務的體驗；需要新增SeGW、HNB GW等網元及網管系統，並相應配備維護人員，這會增加CAPEX和OPEX；用戶需支付的費用偏高，包含2M及以上寬頻的月租費、Femto的月租費和購買費用。

使用標準的移動技術

在3G架構中簡化版傳統的Node B和HNB（3G毫微微蜂窩）網路結構對比

Femtocell在空中介面使用標準的無線協議與手機或其他的移動終端進行通訊。標準的無線協議包括：GSM，CDMA，WCDMA，EVDO，LTE，WiMax和其他由3GPP，3GPP2，WiMax論壇制定的協議標準。使用標準的無線協議可以使手機等移動終端無需任何改動就可以接入femtocell，並且可以實現從宏蜂窩自由的切入/切出femtocell。

工作在授權的頻譜上

工作在授權的頻譜上可以保證運營商通過抗干擾技術來保證服務質量，同時使得運營商高價購買的頻譜可以得到充分的使用，進一步的保護了運營商的投資。對於用戶來說，工作在授權的頻譜上可以保證用戶得到充分的安全保證。用戶數據在無線口上的傳輸經過嚴格的加密保護和完整性驗證。

保證室內無線覆蓋的效果

如何保證室內無線覆蓋的效果一直是一個難以解決的問題。尤其在建築物密集的區域，無線規劃更是一個難題。簡單的增大宏基站的發射功率並不能解決問題。室內覆蓋的問題在3G時代更加突出。因為3G頻譜大多被分配在高頻率上，牆體等障礙物對信號的衰減作用更加明顯。Femtocell可以完美的解決這個問題。Femtocell從誕生那天起，就是設計為解決室內覆蓋的難題。簡單的增加一個Femto就可以解決100 – 250平方米的室內覆蓋問題。有些廠家設計的用於商業環境的femtocell可以提供更大範圍的室內覆蓋。

基於Internet的傳輸

Femtocell通過傳統的Internet和標準的IP協議傳輸數據到運營商的核心網。目前宏基站需要通過微波、E1/T1等昂貴的技術與無線網路控制器連接。基於Internet的傳輸可以降低運營商的建網成本，同時降低用戶的使用費用。

低成本

如前所述，使用femtocell可以極大的節省運營商保證室內無線覆蓋質量所需要的投入，並保護運營商已有的投資。因此在室內使用無線業務的用戶也可以節省費用。如目前的無線數據業務由於受限於網路容量，大多是基於數據流量進行計費的。使用femtocell可以極大的提高室內的無線容量，運營商可以推出相應的室內套餐。在室內進行無線數據業務的用戶可以按時間計費，或享受無限制的包月包年服務。可以想象，在不遠的未來，用戶可以象現在使用固定寬頻一樣使用無線寬頻數據業務。

可管理

與其他的無線接入設備不同的是femtocell對於運營商而言是完全可見的。運營商需要對femtocell進行參數配置，來保證femtocell不會與宏蜂窩或其他femtocell產生干擾。同時運營商可以通過網管系統對每個femtocell進行軟體升級，配置修改，性能檢測，故障修復等。對於用戶來說，用戶也可以根據自己的需要對femtocell進行配置、管理。比如femtocell的擁有者可以配置哪些用戶可以使用本地的femtocell的業務。

自我配置與優化

Femtocell可以由普通用戶自行安裝，無需專業人士到現場進行安裝。這需要femtocell擁有強大的自我優化的能力。第一次安裝femtocell的時候，femtocell會自行下載需要的配置數據和其他軟體。在運行過程中，femtocell會定時的檢測周圍的無線環境。一旦周圍的無線環境發生變化，femtocell為了保證服務質量會調整當前使用的無線參數。Femtocell的自我配置與優化能力十分重要，因為如果需要派專業的工程師去用戶家中安裝femtocell會提高femtocell的使用成本。“傻瓜式”的安裝是保證femtocell可以被大範圍的部署的關鍵。

支持開放式和封閉式接入

由於femtocell可以被廣泛應用於家庭環境，用戶需要配置哪些人可以使用家裡的femtocell。Femtocell會保存一個允許列表記錄哪些終端號碼可以接入到femtocell。不在允許列表中的號碼無法通過femtocell進行語音或數據業務，但可以撥打緊急號碼，如：110，119。這種接入方式叫做封閉式接入。除了家庭環境，femtocell還可以被應用於商業環境，如：商場、餐廳、辦公室等。商業環境中的femtocell一般不需要限制用戶接入。例如任何進入到商場里的顧客都可以使用商場femtocell提供的信號。

調查顯示，歐洲20~40%的行動電話通話發生在室內，在美國是40~50%，在中國則是60%，用戶在室內完全可以不用手機，而採用Wi-Fi等非常便宜甚至是免費的通信手段，如果手機運營商不提供一個室內通話的經濟方式，可能會喪失幾乎一半的市場。這迫使運營商通過femtocell減少網路負載和可替換回程路由，提供更好的室內覆蓋，並降低成本，而無需WiFi/蜂窩雙模手機。WiMax是從數據到語音，WCDMA是從語音到數據，雙方的競爭是多重的。在歐美等WCDMA大量部署的地區，WiMax主要用於數據業務，而不是語音業務，雙方主要是在數據業務上競爭。而在新興市場，WiMax可能也會提供一部分語音業務。他總結說：“3G、WiMax和WiFi存在多重競爭關係。3G和WiMax存在競爭，主要是在數據業務方面。同時，3G也和WiFi存在競爭關係。通過家庭基站，3G運營商將能夠和WiFi、WiMax競爭。”目前全球家庭基站還處於試用階段，出貨量非常非常低，只有幾百台。WCDMA家庭基站正式商用在2007年底，2008年將會真正開始大量部署，出貨量將達幾百萬台。除了WCDMA家庭基站外，未來也將會出現WiMax和TD-SCDMA家庭基站。作為一種大量部署的消費產品，成本對於家庭基站市場的起飛非常關鍵。

雖然對於Femtocell關注主要集中在WCDMA網路的起步較早，但是第一個商用的Femtocell網路是Sprint基於CDMA2000網路提供的AIRAVE服務。

除了以上網路，只要空中介面符合3GPP/3GPP2、WiMAX、LTE標準，均有適用的各種接入終端，包括: GSM，TD-SCDMA，WiMAX 和 LTE。