微蜂窩型基站(Femtocell)是利用微蜂窩技術實現(xiàn)微蜂窩小區(qū)覆蓋的移動通信系統(tǒng),它可以達到小范圍即微蜂窩小區(qū)內提供高密度話務量的目的。
微蜂窩型基站系統(tǒng)應用的目的是解決一些信號難以覆蓋的盲點區(qū)和陰影區(qū),比如隧道、地下車庫、地下通道、地下商場、高層建筑物低層和頂層等區(qū)域;其次還可以解決商業(yè)中心、交通要道、娛樂中心、會議中心的話務熱點區(qū)域的信號覆蓋,可以降低這些區(qū)域的通信阻塞率和改善通信質量;最后,微蜂窩型室內分布系統(tǒng)也常部署于高層建筑的中間層,可以有效避免手機的頻繁切換甚至掉話。

微蜂窩基站的結構
Femtocell是一種小型、低功率的3G無線設備,可以把用戶手機發(fā)出的話音和數(shù)據(jù)呼叫傳輸?shù)交跇藴?a target="_blank">接口的3G核心網(wǎng)絡,且它的家庭接入點可以即插即用,可連接到任何現(xiàn)有的基于IP的傳送網(wǎng)絡,提供家庭范圍的移動通信服務。

1、Femtocell設備
Femtocell系統(tǒng)在網(wǎng)元功能配置上與傳統(tǒng)宏蜂窩網(wǎng)絡有很大的不同,它的環(huán)境定位是家庭或中小企業(yè)使用,室內通信的特點不同于室外環(huán)境,對容量需求小,且沒有用戶突然增加的情況,不需要過多考慮呼吸效應、切換等問題。Femtocell設備數(shù)量眾多,一般采用偏平化的網(wǎng)絡結構,即Femtocell設備集成了傳統(tǒng)宏蜂窩網(wǎng)絡中多個網(wǎng)元的功能,如NodeB、RNC、SGSN、GGSN等。對于Femtocell設備的功能組成及其設備接口,各廠家都有不同的實現(xiàn)方式,通常功能集成方案有兩種,第一種是集成NodeB、RNC功能,第二種是集成NodeB、RNC、SGSN與GGSN功能。
2、Femtocell 網(wǎng)絡結構
Femtocell設備的引入原則上不對移動核心網(wǎng)產生任何影響,設備集成的功能越多,其網(wǎng)絡結構就越扁平化,當Femtocell設備集成了NodeB、RNC、SGSN與GGSN功能的時候,用戶通過Femtocell設備就可以直接接入Internet網(wǎng)絡,無須經(jīng)過移動分組域核心網(wǎng)。

Femtocell設備功能集成度與其接入到核心網(wǎng)的方式是相對應的。本文總結了近些年來提出的Femtocell的各種接入方式,主要可以歸納為3種。
2.1 Iu-boverIP方式
Femtocell設備只具備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資小,F(xiàn)emtocell可以與宏蜂窩共用RNC設備,網(wǎng)絡結構清晰。其缺點是經(jīng)濟性能較差,由于RNC具有容量與端口的限制,理想情況是由大容量宏蜂窩基站占用端口,F(xiàn)emtocell恰恰是端口消耗型的低容量配置設備,數(shù)目眾多且同時在線用戶很少,造成RNC設備端口與容量的浪費。核心網(wǎng)與RNC都把Femtocell設備看做普通NodeB來處理,其網(wǎng)絡結構與傳統(tǒng)3G網(wǎng)相同。此方式可實施性差。
2.2 RAN網(wǎng)關方式
Femtocell設備集成了NodeB和RNC的部分功能,最新提出的Femtocell接入方案是在核心網(wǎng)與IP接入網(wǎng)之間引入一個新的網(wǎng)元即RAN網(wǎng)關。RAN網(wǎng)關在IuOverIP接口收集來自Femtocell的業(yè)務,然后通過標準Iu-CS、Iu-PS端口分送到核心網(wǎng)。RANGateWay(RGW)方式初期投資小,對核心網(wǎng)影響小。核心網(wǎng)將RGW當成普通RNC設備處理,RGW負責網(wǎng)絡安全、業(yè)務匯聚、協(xié)議轉換、Femtocell設備管理與配置及Femtocell設備的接入控制
2.3 SIP/IMS方式
Femtocell設備集成了NodeB和RNC的功能,是在Femtocell與核心網(wǎng)之間采用基于SIP協(xié)議的連接方式,運營商同時建設一張基于SIP協(xié)議的核心網(wǎng),與現(xiàn)有分組、數(shù)據(jù)核心網(wǎng)絡同步運行,F(xiàn)emtocell用戶由新的核心網(wǎng)提供服務。其缺點是需要將宏蜂窩網(wǎng)絡的現(xiàn)有的業(yè)務復制到SIP網(wǎng)絡上,加上建設新核心網(wǎng)的費用,其初期投資比較大。SIP/IMS方式是網(wǎng)絡發(fā)展的最終目標,但在核心網(wǎng)升級到IMS全IP網(wǎng)絡之前,此方式投資比較大,維護成本高。運營商可能更傾向于選用具有平滑升級能力的RGW設備。
由于具備業(yè)務透明度高、成本低、對網(wǎng)絡影響小的優(yōu)點,目前多數(shù)廠家選擇了RGW實現(xiàn)方式?,F(xiàn)實中,各廠家提供的Femtocell設備經(jīng)常是集成了WiFi、ADSL家庭網(wǎng)關等功能的綜合性產品,有的還提供了Gi接口,這使得移動用戶可以通過Femtocell設備直接接入Internet網(wǎng)絡,而不需要接入移動分組域核心網(wǎng)。
微蜂窩基站的發(fā)展推廣
技術角度
從技術角度看,F(xiàn)emtocell在中國推廣使用需要解決以下問題。
1、與宏蜂窩的區(qū)分,可以采用與外網(wǎng)使用不同的系統(tǒng)/網(wǎng)絡標識、使用獨立頻點等方式實現(xiàn)。
2、規(guī)避與宏蜂窩網(wǎng)絡的相互干擾。針對中國市區(qū)建筑密集的國情,干擾問題是Femtocell必須克服的一個難題,尤其在基站附近室內信號也比較強的區(qū)域,避免出現(xiàn)乒乓切換等影響網(wǎng)絡質量的問題。
3、實現(xiàn)與宏蜂窩網(wǎng)絡的切換。Femtocell技術的初衷是要實現(xiàn)與宏蜂窩網(wǎng)絡的無縫切換,但由于Femtocell設備數(shù)量龐大,基站鄰小區(qū)列表配置不具備可實施性,目前宏蜂窩到Femtocell的切換尚存在難度。
4、運營商需要制定合理的用戶接入策略。這一方面可以很大程度上規(guī)避Femtocell信號對非Femtocell用戶產生的強干擾,一方面有利于保證Femtocell與宏蜂窩網(wǎng)絡的服務質量,保護運營商的品牌形象。
商業(yè)模式角度
從商業(yè)模式角度看,F(xiàn)emtocell作為一種新的接入方式獲得成功,需滿足以下兩個條件。
1、當數(shù)據(jù)業(yè)務量和3G用戶滲透率都比較高的時候,運營商可以從Femtocell獲得可觀的收益。如果3G市場沒有得到充分發(fā)展,F(xiàn)emtocell經(jīng)濟效益不明顯,其所節(jié)省的宏蜂窩網(wǎng)絡建設成本可能遠遠低于Femtocell所需的投入。
2、宏蜂窩網(wǎng)絡容量或覆蓋存在不足。如果宏蜂窩小區(qū)間距滿足要求且容量配置充足,那么依靠宏蜂窩基站完全可以解決室內外覆蓋需求,F(xiàn)emtocell對運營商也就失去了意義。
除了運營商的支持,F(xiàn)emtocell的大發(fā)展還需要用戶的廣泛接納,即Femtocell的發(fā)展還取決于用戶是否愿意為Femtocell買單。隨著集成WiFi功能的終端的日益豐富,F(xiàn)emtocell的優(yōu)勢也大打折扣。因此,運營商需要為Femtocell制定完善的商業(yè)模式與具有競爭力的銷售策略,吸引用戶目光,提高用戶試用的積極性,通過提供豐富多彩的特色業(yè)務、優(yōu)惠的價格、良好的客戶體驗等手段來增強用戶認知度,逐步擴大客戶規(guī)模。
因此Femtocell能否在國內獲得發(fā)展取決于諸多因素,但無論如何,在日益激烈的移動市場競爭中,它的出現(xiàn)為運營商提供了一種新的選擇。
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