前言

　　移動通信的發展速度是驚人的。據市場調研機構Informa2007年11月的數據顯示，目前全球有33億移動用戶。前信息產業部的統計數據顯示，截至2007年l2月中國移動用戶數已達約55億。目前移動通信的主要商用技術也正從2G、2．5G、3G向HSPA過渡一業務類型也隨著無線接人速率的不斷提高,逐漸從單純的語音和短消息業務向豐富的數據業務演變．移動數據業務占業務總量的比率也越來越高。

　　與此同時，3G的實際部署也面臨覆蓋、容量和離網等因素的挑戰。2GHz頻段的無線信號，其傳輸損耗和空間損耗較大，對建筑物墻體的穿透能力較弱，室內覆蓋質量往往不盡人意。而大量的高速數據與多媒體業務，如視頻電話、流媒體、游戲等一般都發生在室內環境，這些業務都需要較大的系統容量和良好的網絡質量據日本NTTDoCoM0公司的調查發現，3G業務的室內使用量占70％，因此如何改

　　如果沒有高質量的室內覆蓋，語音和視頻的質量將大大降低，同樣也會使文件下載速度變慢，因此而造成的掉話和耗時的下載會使大量用戶離網。對運營商而言，離網帶來的不僅僅是業務收入的流失，也造成獲取新用戶的成本不斷上升。

　　直接通過建設更多的宏基站來增加網絡容量的做法成本很高，包括站址的選取，設備的采購、安裝、調試和維護都要耗費大量的人力、財力、物力和時間。因此單純用宏蜂窩網絡來兼顧室內室外的覆蓋顯然不是一個明智的選擇。

　　正是由于面臨上述挑戰．業界提出用來解決部署高速數據業務時面臨的室內覆蓋問題。Femtocell是安放在用戶家中或辦公室的一個無線AP可集成和的功能。它以用戶的寬帶接入(如DSL)為回程，具有自動配置和優化功能，因此不需要規劃．也沒有站址選取等問題一它既可作為移動網絡的延伸，又是固定移動融合的有效方案。

　　作為3G網絡部署不可缺少的環節，Femtocell的市場前景廣闊。據著名市場研究機構ABIRe-search的數據，從2008年到2011年全球將有超過1億的Femtocell部署。而我國電信市場的前景也非常看好。隨著全業務運營和3G部署的13益臨近，Femtocell作為固定移動融合的解決方案和高效的室內覆蓋方案，必將得到全業務運營商的重視。我國巨大的寬帶接入市場(到2010年寬帶用戶數可達l億)，已經為Femtocell的部署打下了堅實的基礎。

　　1  Femtocell的網絡架構

　　Femtocell又稱，是放置在家庭(或SOHO)環境中的無線接入設備，工作于授權頻段。其發射功率較小，一般為毫瓦級，因此覆蓋半徑也較小，一般為20—50m。一個Femtocell的接人設備一般最多支持4—6個移動用戶，其空中接Ll符合3GPP／2標準，因此適用于任何現有的移動終端。Femtocell借助于固定寬帶接人作為其回程網絡，由網絡側的Femtocell網關匯聚并提供標準的面向移動核心網的接口。圖1為 WCDMAFemtocell的網絡架構。

　　以WCDMAFemtocell為例，目前業界主流的設備商主要采用的是把NodeB和RNC功能集成于一個接入設備的扁平化架構，由Femtocell 網關提供標準的Iu接口。更進一步的扁平化架構可以把SGSN／GGSN等功能集成于Femtocell接入設備。扁平化架構的優勢是它符合下一代移動網絡的發展趨勢。另一方面．由于獨立節點的減少，使得網絡端到端時延大大降低(降低40％左右)，從而大大增強用戶在使用高速數據業務和實時業務時的體驗。同時節點的減少也大大提高了網絡的可靠性。

　　FenatocellCPE為移動終端提供標準的空中接口，可以為單獨的設備，也可以和ADSLModem或家庭網關集成。它還包括NodeB、RNC或 SGSG／GGSN等功能。網絡側接口由Femtocell網關提供，如Iu_CS、Iu_PS、Gn／Gi等。Femtocell網關同時提供安全網關的功能，用于建立FemtocellCPE和Femtocell網關之間的安全隧道。Femtocell網關事實上扮演了一個虛擬的RNC，或虛擬 GGSN的功能，它一方面匯聚所有受它控制的FemtocellCPE的流量，另一方面向傳統核心網呈現標準的接口功能。除此之外，整個系統還有 Femtocell的管理和配置系統。

　　從網絡演進的角度，FemtocellCPE可以增加SIP的功能，從而使傳統終端也可以通過FemtocenCPE接入IMS網絡。

阿爾卡特朗訊的Femtocell解決方案采用的是扁平化架構，即BSRFemtocell(見圖2)。整個解決方案包括放置于用戶家庭的 BSRFemtocell接人設備、網絡側設備BSRFemtocell網關以及操作維護和管理系統。其WCDM ABSR Femtocell接人設備提供WCDMA／HSPA標準空中接口，CDMA BSR Femtocell提供lx和EVDORevA接口。BSRFemtocell接入設備集成了基站和RNC的功能，對WCDMA BSR Femtocell而言，也可增加SGSN和GGSN的功能。

　　CDMABSRFemtocell集成了PDSN的功能并直接提供SIP，IMS接口。BSRFemtocell網關設備對大量的Femtocell接入設備進行匯聚，并提供IPSec、信令網關、FA等功能。BSR Femtocell網關設備也為Ferntocell用戶接入移動業務提供標準接口，如Iu—CS／Iu PS、SIP／IMS、Gn／Gi等。0MC和家庭網絡管理(HNM)的作用是提供操作維護功能、維護BSR Femtocell數據庫、執行用戶注冊、自動小區規劃等。

圖2  阿爾卡特朗訊BSRFemtocell架構

　　作為端到端Femtocell解決方案供應商，阿爾卡特朗訊憑借其在IP扁平化網絡架構方面多年研究積累以及全球IP轉型的成功經驗，其扁平化架構的 BSRFemtocell解決方案已率先在軟銀、Vodafone等主流運營商得到應用。隨著國內3G部署的臨近以及全業務運營的開展， BSRFemtocell必將在3G和融合業務部署過程中起到積極的作用。

　　2  Femtocell的意義

　　Femtocell的主要特征是借助固定寬帶接人為室內環境提供大寬帶的移動數據業務。由于具有自動配置和自動優化功能，因此不需要無線規劃。另外，它不需要特殊的終端，支持所有符合標準的終端。

　　如果單純從解決室內覆蓋問題考慮，室內覆蓋的解方案還有很多，如射頻拉遠、分布式天線等。但這些方案只解決無線信號的重新分布，由于布線成本高．同時又使得整個網絡的規劃復雜化，因此這些方案在家庭環境中的大量使用是不現實的。

　　如果單純從固定移動融合的角度考慮，固定移動融合方案還有如UMA或IMS／VCC等基于終端融合的FMC方案。它們在一定程度上解決了移動網絡在室內覆蓋的盲區問題，即通過非授權頻段在2G／3G信號覆蓋較差的室內環境中接人移動業務，但這些解決方案需要雙模終端且需要在終端中增加相關協議的支持。另外雙模終端的耗電、非授權頻段的干擾問題都是此類解決方案的缺點。

　　最后從需求角度分析，由于我國2G的覆蓋非常好，并不存在歐美部分運營商對用wi—Fi補充移動覆蓋的需求。國內運營商需要解決的是如何在全業務運營條件下借助固定接入資源有效解決室內環境中3G網絡和業務部署的問題以及如何提供差異化移動業務的問題。

　　Femtocell解決方案提供標準的空中接口，因此任何符合標準的單模終端都可以通過Femtocell使用其訂閱的移動業務。標準的核心網接口也保證了不需要對現有核心網架構作任何改動，就可以進行Femtocell覆蓋。因此Femtocell的部署對運營商和最終用戶都有重要的意義。

　　2．1對運營商的意義

　　2．1．1有效推進3G網絡和高速數據業務的部署

　　對運營商來說，通過改善室內信號質量可以順利地部署大量高速數據業務，特別是對HSPA的部署將起到關鍵的作用。由于大量的數據業務都在室內環境產生，因此通過部署室內Femtocell讓少量用戶共享Femtocell的帶寬能力，顯然比讓大量用戶共享宏蜂窩更有效。如果業務量大，單純通過宏蜂窩來進行 HSPA業務部署不但成本很高，而且技術上也幾乎是不可能的。

　　2．12業務融合的有效手段

　　Femtocell借助固定接入提供移動業務，同時也為傳統意義上的家庭網關增加了移動接人功能，即所謂的四重播放的家庭網關。運營商借助四重播放概念，一方面可以把現有固定業務和移動業務進行綁定，從而提高用戶的忠誠度，家庭套餐等業務綁定模式還可以吸引家庭成員成為忠誠的業務使用者；另一方面，也可以把原本只部署于固定網絡的業務擴展到移動終端，從而增強用戶的使用體驗以吸引更多的用戶。對全業務運營商來說，借助于Femtocell的融合業務，可以提高其差異化競爭能力。

　　2．1．3節省投資

　　Femtocell借助于固定寬帶接人作為其回程，而且由于沒有站址選取和建設維護等投入，因此Ferntocell的部署可以大大降低網絡投資。另外，由于不需要網絡規劃，以及用戶自己對Femtocell供電等因素，事實上也大大降低了運營商對網絡建設的投資。結合宏蜂窩網絡的建設，由于 Femtocell的部署可以減輕宏蜂窩網絡的壓力，即一旦用戶進入Femtocell覆蓋范圍，就不再占用宏蜂窩的資源，這也間接減輕了對宏蜂窩網絡的投資壓力。

2．1．4平滑演進

　　由于Femtocell采用扁平化架構．符合移動網 絡演進的趨勢，如LTE／EPS。扁平化架構由于減少了節點數，也更符合全IP網絡中實時業務對時延的嚴格要求。

　　2．2對最終用戶的意義

　　2．2．1業務使用的簡單性

　　Femtocell實際上是一種固定移動融合方案，運營商可以基于它提供四重播放業務。除了為用戶帶來新的業務之外，固定移動融合也為用戶帶來了便捷的業務使用，如一個電話(任何3G終端)，一個賬單、單一鑒權。即插即用的特性也使得用戶不需復雜的安裝配置工作就可以使用Femtocell業務。另外，對移動性的支持，使得用戶對業務的體驗保持一致。

　　2．2．2享受更優的資費

　　由于部署成本相對較低．運營商有條件降低業務的使用費用，因此可讓用戶享受更多的資費優惠。另外，通過業務綁定(FMC／四重播放)，也可以降低用戶整體的業務費用。

　　2．2．3享受新業務

　　由于一個Femtocell只服務幾個用戶，每個用戶獨享的帶寬將大大提高，從而使得用戶可以享受更流暢的移動數據業務。作為家庭業務的中心，具有移動接入的四重播放家庭網關使得移動終端成為大量通信、娛樂業務的主要呈現終端。

　　2．2．4更好的信號質量

　　由于具有更好的室內信號覆蓋，不僅傳統業務的質量更有保障，也使得用戶手機更加省電。

　　3結束語

　　對擁有“最后lkm”資源的全業務運營商而言，Femtocell是提供差異化業務的最好途徑，它可以提供固定移動融合和四重播放業務。作為一種高效的室內覆蓋解決方案，Femtocell也是部署下一代移動數據業務必不可少的手段。在網絡、業務不斷融合的大背景下，作為家庭業務和個人業務的結合點， Femtocell必將成為融合網絡和業務的主要組成部分。