FEMTOCELL.doc

Femtocell现有的无线网络，无论是GSM、UMTS、CDMA或者LTE都是由大型的网络设备组成的。无论是核心网还是接入网都是由专业的设备制造商制造；专业的工程师安装、配置、维护的。这些设备之间大多通过运营商私有的网络进行连接。Femtocell作为小型的消费电子设备要融入现有的网络必须满足下面的需求：        Femtocell的部署数量是不受限制的        因为无法预知有多少用户会购买Femtocell，从理论上讲，Femtocell的部署数量是不受限制的。需要注意的是，随着Femtocell数量的增加，网络管理的复杂度，Femtocell之间的信号干扰都有可能变大。另外用户大量使用Femtocell提供的低资费的服务可能导致网络流量迅速增长。虽然Femtocell可以减轻传统接入网的流量压力，但无法减轻核心网的流量压力。运营商需要密切注意核心网是否会因为流量过大而超载。除了数据流量的负担，容易忽视的一点是过多的信令流量也可能使网络过载。虽然一般信令的流量相比数据流量小很多，但信令的处理过程比数据复杂很多。运营商需要根据网络的负载情况决定是否需要扩容核心网。        Femtocell可以通过公用IP网络连接运营商的核心网        通过公用IP网络连接运营商的核心网是Femtocell与传统基站的重要不同点。公用IP网络可以是提供Femtocell运营商的网络，也可以是其它运营商的网络。一般来说，提供Femtocell的运营商和提供公用IP网络接入的运营商是同一个。这样的好处是，运营商可以提供固定宽带接入和移动宽带接入的整体的套餐，用户可以享受到优惠的资费。另外运营商可以控制固定宽带的QoS保证Femtocell能够提供高质量的服务。中国联通要求使用Femtocell的用户必须同时是中国联通的宽带用户和手机用户。        Femtocell的网络架构必须保证安全性        使用过Wi-Fi的用户都有这样的体验，如果不设置任何的密码，Wi-Fi连接很容易被其他人盗用。当一个用户在家里通过Wi-Fi路由器上网，楼上的邻居也可以毫无阻碍的使用这个Wi-Fi连接上网。和Wi-Fi一样，Femtocell也存在信号泄露的问题，因此Femtocell必须保证未授权的用户无法使用Femtocell的信号进行业务。拥有Femtocell的用户等于拥有了一个可以连接到运营商核心网的设备，这在过去是不可能的，Femtocell网络架构必须保证用户无法利用Femtocell作为攻击运营商核心网的工具。        操作与维护接口必须是开放的，并且与运营商现有设备的操作与维护系统不相关        开放的操作与维护接口可以让运营商使用一套系统就可以管理来自不同厂商的Femtocell。Femtocell的操作与维护系统与运营商现有设备的操作与维护系统是彼此独立的，从而避免Femtocell与现有设备产生耦合。作为终端设备，Femtocell的操作与维护系统与运营商现有的OSS系统通过CORBA接口连接，方便运营商部署Femtocell，并进行初始化参数的配置。        Femtocell的部署对运营商现有的网络架构不产生影响        为了支持Femtocell，现有的网络只需要增加相关的配置，而不需要做任何升级。Femtocell网络通过现有的标准IuCS/IuPS接入到运营商的核心网。Femtocell应用及其挑战相比于2G系统，工作于2GHz频段下的3G系统，其无线信号对建筑物的穿透力更弱，在室内条件下仅依靠室外宏蜂窝实现的信号覆盖也更差，如何实现良好的室内覆盖成为更值得关注的问题。        通过建设更多宏基站或提高宏基站发射功率，进而提高室内环境信号覆盖的做法，无论从经济上还是效率上，都不是一个明智的选择。部署Femtocell系统以解决室内覆盖问题并有效利用现有网络投资，成为业界提出的一个新型解决方案。        Femtocell特点        Femtocell又称毫微微小区，是一种发射功率低、范围覆盖小、主要面向家庭客户应用的基站设备。它可以通过家庭宽带网络连接到WCDMA核心网，授权用户可以通过它接入WCDMA网络，使用WCDMA业务。图1给出了Femtocell系统的网络架构，从图上我们可以看到，Femtocell作为室内信号覆盖的核心，成功扮演了家庭基站的角色，同时还能够提供包括WiFi连接在内的诸多其他接入方式。        作为一种在室内环境下提供优质信号技术，从本质上而言，Femtocell的概念类似于2G系统下的Gateway，都是用于解决最后10-50m的覆盖和接入，然而两者的网络架构恰恰相反。Femtocell系统通过有线网络实现和核心网的连接，而2G的Gateway系统则通过无线网络连接到核心网。         正是Femtocell结构上的这一特点，决定了它可以有效的利用室内现有的光纤等网络资源，采用宽带连接作为到核心网的回程，而不用消耗宏基站的资源，很好地分流了室内环境下的数据流量。而且，小功率的Femtocell系统相互之间干扰较小，采用单户独享的方式，通过自动配置和优化功能，免去了通常基站规划时的站址选择等一系列问题，可以快速组网，能够高效迅捷地实现室内信号的优质覆盖。Femtocell系统的应用         Femtocell作为一种针对小范围覆盖而设计的系统，其主要的应用在于家庭和中小企业室内环境，图2给出了Femtocell系统的应用场景。由于Femtocell采用的回程网络具有高带宽等特点，所以作为室内应用的中心，Femtocell系统可以为带宽需求大、时延敏感的室内环境移动应用提供高质量的覆盖。并且，基于FMC的理念，Femtocell可以在这些应用场景下提供一体化的电信服务以及诸多新的业务，如基于位置的业务等，从而给用户带来全新的体验。        考虑到当前Femtocell系统的成本因素，前期Femtocell应用的主要场景还是集中在以下几个方面：首先是中、高级家庭用户，Femtocell系统对室内信号要求高，希望能在室内享受高速数据业务的家庭无疑具有极大的吸引力；其次是在一些室内分布式系统部署不便或成本较高、而又恰好有光纤资源的场所，Femtocell系统的部署可以有效利用已有的宽带资源；还有则是存在特殊业务需求的商业和公共场所，可以享受Femtocell带来的丰富业务体验。        目前，随着3GPPR8版本的冻结，Femtocell的标准化工作取得了极大的进展，Femtocell架构、HNB网元实体、HNBGW网元实体、Iuh接口等规范均已完成，这也使得Femtocell在国际上获得了越来越多主流运营商的关注和认可，包括美国的Sprint、Verizon、英国的Vodafone、新加坡的Starhub、马来西亚的Maxis等运营商均已逐步着手Femtocell的商用。另外，NTTdocomo、at&t Wireless、中华电讯、Orange France Telecom等大型运营商也计划开展相关试验或试商用。        Femtocell应用面临的挑战 及中国联通的实践        Femtocell在解决3G时代的室内覆盖上具有光明的前景，但同时它的全面商用也面临着诸多挑战。首先是标准化的挑战，3GPP的R8版本对Femtocell的架构和网元实体做出了相应规定，但也遗留了很多问题，需要在后续的R9以及更新的版本中加以实现。这些标准上遗留的问题使得不同厂商在设计Femtocell产品时，在具体的实现上可能会略有差异，然而作为一款大量应用的商用产品，Femtocell系统在部署中不可避免会遇到多设备厂商的产品共同组网的情况，这就对异厂商Femtocell系统的兼容性、互操作性提出了要求。为了应对这一挑战，中国联通目前正在行业标准化组织内牵头进行Femtocell相关行标的制定，重点涉及网络架构、射频和干扰、管理运维、配置和安全等方面，预计其中部分标准在年内即可完成，届时，Femtocell在技术方面无国内标准可依的状况会得到极大的改观；同时，为了满足企业的实际情况，在特色业务和功能方面对标准进一步适配，中国联通的企业标准也在积极制定中并将很快得以实施。相信随着Femtocell行业标准和企业标准的推出，Femtocell的标准化将不再成为困扰业界的难题。        另外，网络规划和管理运维也是Femtocell大规模商用所面临的重要挑战之一，这与Femtocell系统的部署量是密切相关的，数量庞大的Femtocell系统的干扰、无线参数优化、系统管理、运行维护、故障检测等都是需要面对的全新问题。如何选择合适的策略和技术方案，来保证Femtocell系统既能提高室内信号覆盖质量，又能减少诸如与宏网络的干扰等问题，是在Femtocell大规模商用前需要重点研究的问题。为了解决上述技术难点，中国联通已经组织了相关研究课题并联合厂商进行Femtocell系统的内外场测试，从功能和性能上对Femtocell技术和产品展开深入研究。通过半年多的研究，目前已取得了丰硕的成果，积累了网络规划和管理方面的大量经验。        Femtocell作为3G时代时代解决室内覆盖的高效手段，机遇与挑战并存，相信在运营商、设备厂商以及芯片厂商的共同努力下，必然会不断发展壮大走向成熟。Femtocell室内覆盖规划要点3G时代已经来临，各种高速无线应用正在不断改变人类的生活方式。随着无线带宽的不断提升，大众攫取信息的模式发生了根本性的改变，随时随地沟通咨询正在成为可能，3G将手持终端打造成信息交汇的舞台。3G赋予信息时代的特性就是大量数据业务的产生，其将互联网业务有效延伸到移动通信领域，据日本NTTDoCoMo调查结果，70%的3G业务发生在室内环境。同样，针对北美移动电话使用场景的调查数据也显示，随着业务不断发展和用户消费习惯的不断改善，近30%的业务使用发生在家庭区域，而接近35%的业务使用发生在公司、餐馆等室内环境。因此室内无线覆盖的好坏决定了用户的业务使用感知，而如何有效改善3G网络的室内覆盖，是3G业务是否能够成功部署的关键。        室内覆盖解决思路        3G网络使用2.1GHz频段资源，传输损耗和空间损耗都较大，对建筑物墙体的穿透能力十分薄弱，运营商面临的最大问题就是室内覆盖质量往往不尽人意。同时作为大量数据业务承载的区域，网络容量也是室内环境需要解决的问题。        解决以上两个问题有多种解决方案。        一是按照传统的网络建设思路，增加为数众多的室外宏蜂窝基站来改善室内覆盖，这将直接导致网络建设成本和运维成本急剧增加。同时，要实现高速数据业务必须有更高的室内信号覆盖场强，而这却是室外宏站难以克服的问题。        二是在有室内分布系统的楼宇进行改造并加装微蜂窝系统。这一方案能够有效地改善室内信号覆盖和网络容量，但这需要前期已有室内分布系统并需要大量替换干放和合路器，对于没有室内分布系统的楼宇和规模最大的家庭而言无法实施。        三是采用Femtocell进行室内覆盖，只要有LAN或ADSL的区域就能实现灵活多变的网络部署。毫无疑问，Femtocell是家庭和小型办公室网络覆盖的最佳利器。其借助固定宽带接入为室内环境中的3G用户提供质量更好、速度更快、服务更多的3G移动业务。、        Femtocell室内覆盖规划要点        Femtocell在实际应用中，是不需要进行网络规划设计的链路预算和覆盖预测的，根据实际环境的覆盖和干扰情况自动设置和优化发射功率，从而满足覆盖和质量要求。但在不同组网方式下（异频组网和同频组网），Femtocell的最大覆盖能力和干扰情况有所不同。        在异频组网情况下，Femtocell和大网宏站之间没有干扰，Femtocell的覆盖范围取决于导频的接收电平（RSCP），这能够满足一般家庭的覆盖要求。        在同频组网的场景下，Femtocell小区半径主要取决于来自宏站的干扰，并且和离宏站的距离有关。在距离宏站过近的区域内，Femtocell难以保证10m的小区覆盖半径。同时，Femtocell和宏站之间的干扰还取决于切换和准入策略?如果能够保证及时地切到电平较高的一方，那么干扰和质量还可接受；如果不能很好地支持Femtocell大网宏站之间的切换，或者是在封闭式准入情况下，将可能出现严重的干扰问题，甚至导致“BlackZone”。在多Femtocell连续覆盖的前提下，Femtocell之间必然使用相同频点，在允许Femtocell-Femtocell切换的情况下，Femtocell之间的干扰是可以接受的；如果相邻的两个封闭准入模式Femtocell之间不允许切换，那么它们之间可能会产生较大干扰。        准入策略也是规划的重要环节，考虑到家庭和小型办公场景属于私用场景，建议Femtocell采用封闭式准入策略。当然也可以将一些封闭式接入的场景改为半开放式，比如允许其他用户以较低的优先级使用Femtocell的语音和低速数据业务，并给Femtocell业主适当补贴。在同频组网的情况下，小型私用场景使用半开放式接入可以避免封闭式接入情况下可能产生的“BlackZone”问题。        除此之外，在小区重选方面，建议使用分层小区结构（HCS）的小区重选方式，在UEIDLE模式和Cell_FACH/Cell/URA_PCH连接模式情况下定义小区重选优先级，使得UE可以根据移动速度快慢选择小区重选对象，尽可能地将静态UE保留在Femtocell小区中。        Femtocell网络建设即将如火如荼地展开，作为Femtocell原创专利的拥有者和亚太区最大Femtocell网络部署的提供者，上海贝尔继续将其全球丰富成功经验和先进产品引入中国，为中国移动通信事业的发展添砖加瓦Femtocell的功能与应用与其他技术不同的是，Femtocell(毫微微蜂窝式基站)一直受到众多运营商的关注与推动，它有利于保护运营商在固定宽带网络的投资，可以在3G网络建设中快速解决室内深度覆盖难题。目前，Femtocell产业链日益壮大，试验网、商业网均在不断建设当中。根据NTT DoCoMo的统计，室内场所吸收了移动通信将近70%的话务量，从目前的2G/2.5G网络运营经验看，移动用户有60%的时间都在室内，因此良好的网络覆盖特别是室内覆盖是3G获得成功的关键。受到高数据速率、长距离传输以及建筑对无线信号的穿透衰落等因素的共同影响，网络规划与室内覆盖日益成为运营商与厂商关注的焦点。一种新型的、针对家庭和中小企业推出的Femtocell(毫微微蜂窝式基站)方案可以快速、低价解决室内覆盖问题。Femtocell也被称为3G接入点，是一种低成本、低功率蜂窝基站，通过已有宽带连接回传蜂窝流量。本文主要分析了Femtocell设备功能与网络结构，并分析了 femtocell模式对现网规划与优化的影响。Femtocell网络结构                 Femtocell是一种小型、低功率的3G无线设备，可以把用户手机发出的话音和数据呼叫传输到基于标准接口的3G核心网络，且它的家庭接入点可以即插即用，可连接到任何现有的基于IP的传送网络，提供家庭范围的移动通信服务。Femtocell设备的引入原则上不对移动核心网产生任何影响，设备集成的功能越多，其网络结构就越扁平化，当Femtocell设备集成了 NodeB、RNC、SGSN与GGSN功能的时候，用户通过Femtocell设备就可以直接接入Internet网络，无须经过移动分组域核心网。Femtocell设备功能集成度与其接入到核心网的方式是相对应的。本文总结了近些年来提出的Femtocell的各种接入方式，主要可以归纳为3种。Iu-boverIP方式。Femtocell设备只具备NodeB部分功能，是最早提出的Femtocell接入方案，此方案需要的初期投资小，Femtocell可以与宏蜂窝共用RNC设备，网络结构清晰。其缺点是经济性能较差，由于RNC具有容量与端口的限制，理想情况是由大容量宏蜂窝基站占用端口，Femtocell恰恰是端口消耗型的低容量配置设备，数目众多且同时在线用户很少，造成RNC设备端口与容量的浪费。核心网与RNC都把 Femtocell设备看做普通NodeB来处理，其网络结构与传统3G网相同。此方式可实施性差。RAN网关方式。Femtocell设备集成了NodeB和RNC的部分功能，最新提出的Femtocell接入方案是在核心网与IP接入网之间引入一个新的网元即RAN网关。RAN网关在IuOverIP接口收集来自Femtocell的业务，然后通过标准Iu-CS、Iu-PS端口分送到核心网。RANGateWay(RGW)方式初期投资小，对核心网影响小。核心网将RGW当成普通RNC设备处理，RGW负责网络安全、业务汇聚、协议转换、Femtocell设备管理与配置及Femtocell设备的接入控制，如图1所示。 图1 Femtocell网络结构(RGW方式)SIP/IMS方式。Femtocell设备集成了NodeB和RNC的功能，是在Femtocell与核心网之间采用基于SIP协议的连接方式，运营商同时建设一张基于SIP协议的核心网，与现有分组、数据核心网络同步运行，Femtocell用户由新的核心网提供服务。其缺点是需要将宏蜂窝网络的现有的业务复制到SIP网络上，加上建设新核心网的费用，其初期投资比较大。SIP/IMS方式是网络发展的最终目标，但在核心网升级到IMS全IP网络之前，此方式投资比较大，维护成本高。运营商可能更倾向于选用具有平滑升级能力的RGW设备。      由于具备业务透明度高、成本低、对网络影响小的优点，目前多数厂家选择了RGW实现方式。现实中，各厂家提供的Femtocell设备经常是集成了WiFi、ADSL家庭网关等功能的综合性产品，有的还提供了Gi接口，这使得移动用户可以通过Femtocell设备直接接入Internet网络，而不需要接入移动分组域核心网。对现网规划的影响CDMA网络中，同一小区中的用户共享下行功率，对于室内的用户，无线信号要穿透墙体才能到达终端，故这部分用户消耗了一大部分功率，造成宏蜂窝小区的容量下降，甚至造成小区中所有用户业务质量恶化。Femtocell能够分流宏蜂窝小区的话务，这样可以降低室外宏蜂窝网络的容量压力，或者等效为扩大基站覆盖范围。因此，建设Femtocell会对移动网络规划产生影响，鉴于CDMA网络的容量和覆盖可以相互转化的特点，这种影响可以等效为同样情况下减少基站的数量或者等效为降低系统扩容压力。Femtocell倍受综合运营商的推崇，它一般很少与移动网络同步建设，而是作为室外宏蜂窝网络有效补充的手段使用。根据分析， Femtocell模式只有在高速数据业务需求比较旺盛的3G网络发展成熟期才能发挥很好的效用。在此阶段我们可以认为，室外宏蜂窝基站建设已经达到完全满足覆盖需求的规模，但是，在高速数据业务使用比较集中的时段，在某些热点区域会因容量消耗过大造成覆盖空洞，从而影响到运营商的整体服务质量与品牌形象。此时Femtocell的引入方案不可能减少宏蜂窝数量，其最大的作用将是分流话务量，保证室外基站能够达到理想的覆盖范围。Femtocell引入后，网络话务将会呈现出动态流动的特点，这对网络规划、优化工作人员提出了更高的要求。网络规划与优化工作要紧密结合现网实际话务量进行，运维与优化工作人员要密切关注网络运行状态，保证容量配置满足峰值话务需求，同时严格控制基站覆盖范围，及时对相关网络参数进行合理调整，避免出现严重导频污染现象。Femtocell中国推广的关键从技术角度看，Femtocell在中国推广使用需要解决以下问题。1.与宏蜂窝的区分，可以采用与外网使用不同的系统/网络标识、使用独立频点等方式实现。2.规避与宏蜂窝网络的相互干扰。针对中国市区建筑密集的国情，干扰问题是Femtocell必须克服的一个难题，尤其在基站附近室内信号也比较强的区域，避免出现乒乓切换等影响网络质量的问题。3.实现与宏蜂窝网络的切换。Femtocell技术的初衷是要实现与宏蜂窝网络的无缝切换，但由于Femtocell设备数量庞大，基站邻小区列表配置不具备可实施性，目前宏蜂窝到Femtocell的切换尚存在难度。4.运营商需要制定合理的用户接入策略。这一方面可以很大程度上规避Femtocell信号对非Femtocell用户产生的强干扰，一方面有利于保证Femtocell与宏蜂窝网络的服务质量，保护运营商的品牌形象。从商业模式角度看，Femtocell作为一种新的接入方式要想获得成功，需要满足以下两个条件。1.3G数据业务形成主流。当数据业务量和3G用户渗透率都比较高的时候，运营商可以从Femtocell获得可观的收益。如果3G市场没有得到充分发展，Femtocell经济效益不明显，其所节省的宏蜂窝网络建设成本可能远远低于Femtocell所需的投入。2.宏蜂窝网络容量或覆盖存在不足。如果宏蜂窝小区间距满足要求且容量配置充足，那么依靠宏蜂窝基站完全可以解决室内外覆盖需求，Femtocell对运营商也就失去了意义。除了运营商的支持，Femtocell的大发展还需要用户的广泛接纳，即Femtocell的发展还取决于用户是否愿意为Femtocell买单。随着集成WiFi功能的终端的日益丰富，Femtocell的优势也大打折扣。因此，运营商需要为Femtocell制定完善的商业模式与具有竞争力的销售策略，吸引用户目光，提高用户试用的积极性，通过提供丰富多彩的特色业务、优惠的价格、良好的客户体验等手段来增强用户认知度，逐步扩大客户规模。因此Femtocell能否在国内获得发展取决于诸多因素，但无论如何，在日益激烈的移动市场竞争中，它的出现为运营商提供了一种新的选择。 Femtocell为运营商和用户带来诸多好处由于Femtocell本身的特性，将给运营商和用户带来许多好处。对运营商来说，使用Femtocell可以带来以下优势：提高服务质量，由于改善了室内信号覆盖质量，可以明显提高用户的宽带和语音服务质量；增加网络容量，每个Femtocell相当于增加基站，当然也增加全网的容量；快速扩充网络，由于用户参与，一旦用户认可，将显出“人民战争”的威力；减少CAPEX，Femtocell由用户购买，并且使用用户的宽带接入电路，减少了网络设备的扩容和相应基站链路的投资；减少OPEX，由于Femtocell放置在用户家中，节省了机房、电源、空调和电路维护等运行成本；增加用户黏性，由于Femtocell具有很好的室内覆盖特性和带宽，运营商再提供相应的家庭域服务套餐，可以给用户很好的业务体验，从而增加用户黏性和吸引他网用户转网；增加ARPU，由于室内覆盖性好和带宽高，用户将增加对多媒体服务的使用，从而增加ARPU。对用户来说，使用Femtocell有以下好处：室内处处满格信号，Femtocell可以提供遍及全家各处的优质信号覆盖；更优质丰富的服务，由于Femtocell的特性，用户可以获得较普通基站功能更强、内容更丰富的语音和互联网服务；更经济的服务，由于Femtocell放置在用户家中，运营商可能给予用户补贴、优惠和更经济实惠的家庭域套餐；改善宽带体验，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和给用户更好的宽带体验；优质的语音质量，由于每个Femtocell只连接几个用户，Femtocell采用新一代的语音编码技术，使语音质量更好；终端通用，Femtocell与现有网上的移动终端通用，用户无论在外面还是在家中，都可以把手机作为主要通信工具，实现一个手机、一个号码、一个通信录、一个账单的便利；节省电池，Femtocell覆盖半径小，接入的手机会降低其发射功率，从而节省电池，减少对人体的辐射。        Femtocell可能催生的商机运用好Femtocell，极有可能催生出许多商机和新的商业模式。在信号覆盖方面，它可以用于原有覆盖区内改善室内覆盖效果，还可以用于原有覆盖区外增加覆盖点（这些点当然会有业务量发生）。用户还能随身携带Femtocell，在有宽带IP接入的地方“即插即用”。在业务提供方面，运营商可以专门为Femtocell用户设计业务，包括宽带移动化业务、互联网应用业务、家庭网关一体化业务、Femtocell专用套餐业务、家庭域专用套餐业务、VoIP业务等。在经营模式方面，运营商可以采用用户购置补贴方式、运行补贴方式、用户参与运营方式（允许附近用户接入）、合作运营方式（合作伙伴负责购买和放置Femtocell）等。在竞争优势方面，Femtocell可以形成室内信号覆盖优势、数据服务的带宽优势（有线宽带优势延伸）、家庭成员集体入网、快速扩充网络和用户、有线无线一体化业务优势等。Femtocell是一个创造商机的利器。运用好Femtocell，固网运营商获得移动业务经营许可后将可以充分发挥自己有线宽带接入网优势，低成本、高速度扩充移动网络和用户。Femtocell的超小型化和家庭化特色，将给相应的产品开发和运营模式带来广阔的想象空间。Femtocell的用户可参与性和可支配性符合WEB2.0和DIY的流行趋势，将受到众多用户的青睐和追捧。Femtocell的关键技术1.即插即用Femtocell所扮演的角色类似于终端设备，因此其使用方法必须简单明确，用户从运营商获取Femtocell基站后，只要接通电源和网络，必须能自动完成IP连接和IP分配，进行远程的自动软件升级、自动网络规划(包括最小干扰频点的选择、扰码的自动分配、邻区列表的自动创建及发射功率的自动调整)。2.接入控制接入控制主要有三个层面。第一，接入层的UE接入鉴权。用户必须可以设置Femtocell的接入模式，是否允许所有用户接入?能否设置不同的接入用户?Femtocell信号是否可以独享?因此Femtocell必须设置一个白名单编辑功能，以满足对Femtocell接入终端的控制。第二，Femtocell基站设备的接入控制。运营商要能够监控Femtocell基站的使用，并控制其IP是否允许接入。目前主要采用在Femtocell基站内置一张类似于SIM卡的信息鉴权设备，在用户获取Femtocell基站时，运营商可以在SIM卡上烧制相应的鉴权信息。第三，核心网3GPP标准的UE接入鉴权。Femtocell对用户的接入必须满足3GPP对3G的各项标准规定。3.切换控制Femtocell必须与宏峰窝之间实现无缝切换，以提高用户的感知度，切换主要包括三个方面：Femtocell和Femtocell之间的切换;Femtocell向宏峰窝的切换;宏峰窝向Femtocell的切换。 Femtocell和宏峰窝之间无缝切换        Femtocell和Femtocell之间的切换及Femtocell向宏峰窝小区的切换不存在问题，只要在Femtocell中设置相应的邻区列表即可。但宏峰窝小区向Femtocell的切换中，由于Femtocell小区众多，宏峰窝邻区列表有限，同时还有相当一部分用于宏峰窝小区之间的邻区列表，因此宏峰窝向Femtocell方向的切换目前还在讨论当中。由于运算的复杂度及成本问题，大部分运营商已经同意可以放弃宏峰窝小区向Femtocell的切换。但有少数设备商也提出了逻辑小区的概念，将多个Femtocell归为一个逻辑小区，宏峰窝只关心逻辑小区的设置，而无需了解Femtocell的真实小区，以此来解决邻区列表有限的难题。4.IP传输网络质量要求因为Femtocell是完全通过IP网络实现与核心网的连接，因此如何保证业务的QoS服务等级，特别是语音业务的QoS要求非常关键，因此对于IP传输网络需要有一定的性能要求，一般要求如下。满足语音业务QoS最低要求：a.时延：上行<200ms;下行<2.5sb.抖动：<100msc.丢包率：<20%d.带宽：>100kbit/s满足视频电话及PS384K业务QoS最低要求：a.时延：<100msb.抖动：<70msc.丢包率：<5%d.带宽：>200kbit/s5.时钟同步技术Femtocell主要通过接收周围宏基站信号来提取同步时钟信号，如果Femtocell完全处于孤岛环境，就需要通过自身的时钟振荡器来获取时钟。当然GPS也可以应用到Femtocell，但由于成本较高，目前仅在CDMAFemtocell中有少量应用。Femtocell概念及特点Femtocell概念         Femtocell是毫微微蜂窝基站，也被称作家庭基站或3G接入点，是一种小型、低功率蜂窝基站，主要用于家庭及办公室等室内场所，因此也被称为家庭基站。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。它的外形通常和Wi-Fi AP类似，既可以单独使用，也可以集成在家庭网关中作为家庭网络的一部分。        Femtocell概念最早由英国Ubiquisys公司提出，源于3G初期覆盖的不足以及Wi-Fi技术的挑战。3G发展初期的网络建设重点主要是室外覆盖，用户在室内的通信需求往往无法很好地满足。尤其是近年来Wi-Fi技术的迅速普及以及Wi-Fi/蜂窝网双模手机的不断增多，3G话音及数据业务都有被分流的危险。在这种情况下，Femtocell概念一经推出，就受到移动运营商的追捧。利用这种新技术及终端，移动运营商可以进入原来被固定网络和Wi-Fi网络所控制的家庭及办公场所市场。        Femtocell具有以下特点：1，低成本；Femtocell结构简单，与传统基站相比价格低廉，用户可以自己购买。2，用户安装；支持即插即用，用户可以自行安装Femtocell终端，只需运营商进行激活。3，宽带接入；Femtocell是基于IP协议的，采用扁平化的基站架构，可以通过现有的DSL、cable或光纤等宽带手段接入移动运营商的网络。4，低功率；Femtocell的发射功率为10mW100mW，与Wi-Fi接入点类似。5，基于蜂窝移动网络标准；Femtocell可以基于任何移动蜂窝通信技术，包括现有的3G标准及即将成熟的UMB、LTE。6，使用单模终端；与UMA技术不同，Femtocell不需要双模终端支持。7，支持多种标准化协议；Femtocell独立于网络连接方式，支持连接运营商核心网的多种接口，如UMA和SIP/IMS协议等。        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。它的大小与ADSL调制解调器相似，具有安装方便、自动配置、自动网规、即插即用的特点。Femtocell适用于CDMA、GSM、UMTS等各种标准和支持2G、2.5G、3G的产品，与运营商的其它移动基站同制式、同频段，因此手机等移动终端可以通用。它具有1个载波，发射功率为10100mW(与Wi-Fi的AP差不多)，覆盖半径为50200m，支持46个活动用户，允许的最大用户运动速度为10km/h。Femtocell的网络架构移动通信的发展速度是惊人的。据市场调研机构Informa2007年11月的数据显示，目前全球有33亿移动用户。前信息产业部的统计数据显示，截至2007年l2月中国移动用户数已达约5 5亿。目前移动通信的主要商用技术也正从2G、2.5G、3G向HSPA过渡一业务类型也随着无线接人速率的不断提高,逐渐从单纯的语音和短消息业务向丰富的数据业务演变移动数据业务占业务总量的比率也越来越高。        与此同时，3G的实际部署也面临覆盖、容量和离网等因素的挑战。2GHz频段的无线信号，其传输损耗和空间损耗较大，对建筑物墙体的穿透能力较弱，室内覆盖质量往往不尽人意。而大量的高速数据与多媒体业务，如视频电话、流媒体、游戏等一般都发生在室内环境，这些业务都需要较大的系统容量和良好的网络质量据日本NTT DoCoM0公司的调查发现，3G业务的室内使用量占70。        如果没有高质量的室内覆盖，语音和视频的质量将大大降低，同样也会使文件下载速度变慢，因此而造成的掉话和耗时的下载会使大量用户离网。对运营商而言，离网带来的不仅仅是业务收入的流失，也造成获取新用户的成本不断上升。        直接通过建设更多的宏基站来增加网络容量的做法成本很高，包括站址的选取，设备的采购、安装、调试和维护都要耗费大量的人力、财力、物力和时间。因此单纯用宏蜂窝网络来兼顾室内室外的覆盖显然不是一个明智的选择。        正是由于面临上述挑战，业界提出用Femtocell来解决部署高速数据业务时面临的室内覆盖问题。Femtocell是安放在用户家中或办公室的一个无线AP可集成Node B和RNC的功能。它以用户的宽带接入(如DSL)为回程，具有自动配置和优化功能，因此不需要规划也没有站址选取等问题一它既可作为移动网络的延伸，又是固定移动融合的有效方案。        作为3G网络部署不可缺少的环节，Femtocell的市场前景广阔。据著名市场研究机构ABI Re-search的数据，从2008年到2011年全球将有超过1亿的Femtocell部署。而我国电信市场的前景也非常看好。随着全业务运营和3G部署的日益益临近，Femtocell作为固定移动融合的解决方案和高效的室内覆盖方案，必将得到全业务运营商的重视。我国巨大的宽带接入市场(到2010年宽带用户数可达1亿)，已经为Femtocell的部署打下了坚实的基础。        1Femtocell的网络架构        Femtocell又称家庭基站，是放置在家庭(或SOHO)环境中的无线接入设备，工作于授权频段。其发射功率较小，一般为毫瓦级，因此覆盖半径也较小，一般为20?50m。一个Femtocell的接人设备一般最多支持4?6个移动用户，其空中接Ll符合3GPP2标准，因此适用于任何现有的移动终端。Femtocell借助于固定宽带接人作为其回程网络，由网络侧的Femtocell网关汇聚并提供标准的面向移动核心网的接口。图1为WCDMAFemtocell的网络架构。          以WCDMA Femtocell为例，目前业界主流的设备商主要采用的是把Node B和RNC功能集成于一个接入设备的扁平化架构，由Femtocell网关提供标准的Iu接口。更进一步的扁平化架构可以把SGSNGGSN等功能集成于Femtocell接入设备。扁平化架构的优势是它符合下一代移动网络的发展趋势。另一方面由于独立节点的减少，使得网络端到端时延大大降低(降低40左右)，从而大大增强用户在使用高速数据业务和实时业务时的体验。同时节点的减少也大大提高了网络的可靠性。