CDMAFemto发展策略之探讨

1、热点、技术cdma femtocell发展策略研究口中国电信四川广安分公司 喻文学在3g时代，femtocell的出现引起了运营商的极大兴趣，femtocell作为3g 网络的有效补充不仅可快速、低成本地解决3g网络室内覆盖及容量问题，还满足 了 3g用户个性化、差异化的业务应用需求，使3g网络部署更趋向于精细化，促进 3g网络整体发展。未来中国电信可以通过femtocell的部署来实现对cdma网络覆 盖的补充和完善，并通过femtocell提供一种移动固定融合的思路，为用户的发 展及业务的提升提供较为有利的条件。一、femtocell概念及特点femtocell被称为毫微微小区（也称飞蜂窝

2、）,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（homebasestation ）。 其发展的驱动力主要来自于移动运营商，产品初衷主要是在不改变现有移动通信 空口技术的前提下（既对移动终端不需要做任何改变），更好地解决室内信号覆 盖弱、室内分布系统布线难等网络运营实际中存在的具体优化问题。femtocell不同于传统的蜂窝基站，在系统架构设计上借鉴了家庭网关的设 计理念，用户端类似一个ap设备，网络侧部署网关设备，通过网关设备实现对 ap的设备管理、移动性管理等功能，ap和网关之间的传输方式则采用了 adsl等 有线方式，部署方式灵活，希望具备即插即用的

3、特性。从系统架构和组网角度讲, femtocell又构成相对蜂窝网络较为独立的单独网络，因此称之为“飞网络”也 不为过。两者的网络结构示意图比较见图1。为了便于论述，femtocell简称 femto,其产品称为fap。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，只需要运营商进行激活。3、宽带服务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、 lan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

4、10 100mw,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 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、

5、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50 - 200m,支持46个活动用户，允许的最 大用户运动速度为1 okm/ho二、femtocell带来家庭固定移动融合新思路femtocel 1的出现将给移动通信在家庭市场带来前所未有的机会。用户消费 习惯调查显示，在家庭环境里，4%的用户只使用移动通信，只有1.1%的潜在用户 可能在未来只使用移动通信，而94. 9%的用户则需要多种接入方式。面对如此巨 大的市场，移动运营商及全

6、业务运营商纷纷利用固定移动融合（fmc）业务来切 入这个市场。但现有的技术手段主要是依靠基于wi-fi的uma技术。这种方式在实 现fmc方面有其一定的优势，如wi-fi接入点成本低廉、用户使用简便，但用户必 须使用wi-fi/蜂窝网双模终端，这就增加了用户的替换成本。femtocell是顺应 3g和移动宽带化发展潮流的超小型移动基站解决方案，可快速、低成本地解决室 内覆盖及容量问题。在全业务与移动宽带时代，外形小巧的femtocell ap将给移 动运营商进入家庭市场带来新的技术选择，催生出新商机和大市场。1、改善室内覆盖3g网络的室内覆盖，目前需要解决以下两个问题：第一个问题是补盲覆盖。大

7、部分3g移动宽带网络由于使用高频谱，导致无 线信号建筑物穿透特性比工作在900mhz、800mhz的2g网络要差。据测算，在一 些特定场景下，3g信号穿墙损失比2g网络多35%,所以在3g网络部署之后， 原来2g网络中室外基站可以覆盖到的很多室内区域将成为盲区。第二个问题是深度覆盖。当使用的数据业务速率越高，室内信号比室外效果 就越差，如384kbit/s速率信号，室外poc （ proportion of coverage,信号覆 盖比率）达到98%,但室内则迅速下降67%。另外，如果3g采用cdma技术， 那么宏蜂窝小区具有呼吸效应，一旦并发业务量较多，宏蜂窝小区覆盖范围将会 降低，导致室

8、内服务质量的下降。为了彻底解决3g网络的室内覆盖问题，在室外用宏基站进行广覆盖，在室 内则通过femtocel 1基站来覆盖。这样，运营商一方面确保发生在室内70 %的流 量和收入，不会由于网络覆盖问题导致用户流失；另一方面满足3g用户对增值性 业务体验的需求，例如在家中使用任何一款标准制式的3g智能手机高速浏览网 页和欣赏高清电视等。2、实现家庭融合网络借助于femtocell, 3g手机将直接接入运营商的固定宽带网络中，可使用 固定宽带网络拨打语音电话、视频电话或者发送短信。对于用户而言，一方面根 本感觉不到网络的切换，另一方面可大大节省开支。运营商对所有通过homezone 服务拨出的语

9、音电话、视频电话以及发送短信，都实行低价包月甚至免费策略众所周知，家庭用户的终端日益多样化，包括手机、固定电话、笔记本电脑、 电视机等，用户对于统一接入、统一计费、终端间互联互通以及多重业务播放的 需求也日趋强烈。固定和移动融合主要包括业务融合和技术融合两个层面。femtocell是实现 固定移动融合平台的有效方案。femtocell将家庭有线宽带和移动电话业务进行 了有效融合，femtocell基站可以与运营商的原有网络设备无缝连接，充分利用 用户已有的宽带接入资源，为最终用户提供fmc （移动和固网融合）业务。用户在 家里安装femtocel 1之后，全家各处都有优质信号覆盖，可以获得更经

10、济、内容 更丰富的融合业务。用户在家里能够接入互联网，在室外则切换到移动网络，从 而降低移动资费，而且femtocel 1能实现全家一个号码、一个账单，以及各个移 动设备之间的互通。短期来看，femtocell由于同时具备互联网接入与移动这两个特性，因此成 为业务捆绑的有效手段，能够捆绑宽带接入业务与家庭成员手机业务。femtocell 有助于运营商引入新的计费和业务捆绑策略，运营商可以借助femtocel 1提供新 型服务。运营商推出针对家庭的资费策略，可通过femtocel 1 “捆绑”所有家庭 成员都使用该运营商的各种业务。长期来看，随着技术的发展，femtocel 1不仅可以提供3g网

11、络的接入，还 将会集成wi-fi. modem等功能，成为真正意义上的家庭网关融合设备，用户可 以通过这样一台femtocel 1设备真正实现移动电话、宽带上网、iptv等固定移 动业务的融合。3、提高运营赢利能力近两年来，不少3g运营商的移动宽带流量和收入呈非同比持续增长，“增量 不增收” 一直困扰着运营商。流量增速远远快于收入增速，流量与成本增长迅速, 而arpu増长缓慢，导致运营商的赢利下降。femtocell解决方案为运营商提供了 “增量也增收”的新思路：一方面根据 热点用户的需求，快速精确建网，指向性强，节省了 “广撒网”的投资；另一方 面，femtocell能够分流宏蜂窝小区的话务

12、，既降低室外宏蜂窝网络的扩容量压 力，同时提供了等同于扩大了基站覆盖范围的效果，为实现3g网络的高速数据 连接提供了良好的保障。由于极大改善了室内信号覆盖质量，femtocell能够提高运营商的服务质 量，明显提高用户的宽带和语音服务质量；每安装一个femtocell,相当于运营 商又增加了一个基站，当然也相当于增加了运营商的全网容量。femtocell由用 户购买，并且使用用户的宽带接入电路，减少了运营商的网络设备扩容和相应基 站链路的投资，减少运营商的capex支出。由于femtocel 1放置在用户家中，节 省了运营商的机房、电源、空调和电路维护等运行成本，减少运营商的opex支 出。相

13、比于传统宏基站，femtocell有着更低的成本优势。由于femtocell具有很好的室内覆盖特性，运营商由此提供相应的家庭服务 套餐，可以给用户带来很好的业务体验，用户将增加对多媒体服务的消费，从而 增加用户黏性和吸引新用户，增加运营商的arpu值，提升运营商的赢利水平。三、femtocel 1投资分析femtocel 1与传统基站存在很大的不同，传统基站主要分为宏峰窝基站、微 蜂窝基站以及微微蜂窝基站，而femtocel 1则更像是电子类产品，无需运营商安 装。因此它的商业模式更多地类似于终端销售的方式，运营商采取一定的终端补 贴方式向用户提供femtocel 1基站设备，而用户需要签署相

14、应的资费套餐，以享 受优惠的资费政策。因此运营商部署femtocel 1主要的投资有设备投资和终端补 贴两个方面。1、设备投资因为femtocel 1采用和3g相同的核心网，可以利用原有的3g核心网，核心 网的投资费用可以忽略，主要的费用在于无线网，包括femtocel 1基站、基站控 制器、网管等。femtocell基站的价格目前约在250美元/台，出货量大的话有望降到180 美元/台或更低。作为一个用户端产品，并且通过公用ip网接入，安全性是保证 运营的重要问题。femtocell基站内有一个与手机相似的sim卡，存有设备信息、 身份信息和配置信息，加电后，通过该sim卡向网络自动进行认证

15、和鉴权，完成 注册后建jl进接。2、终端补贴终端补贴的费用需要综合考虑当地居民经济状况及成本收回周期等因素，一 般认为终端补贴的方式需要在2年内收入补贴成本。运营商可以结合丰富的宽带 资源，与用户进行femtocell和家庭有线宽带的捆绑方式，如用户签约两年在网， 150元/月的家庭宽带费用，赠送一套femtocel 1基站。由于femtocell在不增加成本的情况下解决了室内覆盖问题，运营商可以推 出更加优惠的套餐来吸引用户。比如在室内上网、打电话可以享受十分低廉的价 格。四、中国电信femtocell部署分析femtocell提供了一种领先的室内覆盖、数据业务分流和网络容量提升的综 合解决

16、方案，以满足家庭用户及商业用户对业务质量的高标准要求。同时由于运 营商能够通过femtocel 1部署丰富的增值业务和选择灵活的商业模式，可满足用 户对个性化业务体验的旺盛需求，极大地提升移动宽带网络的盈利能力。1、中国电信femtocell部署必要性中国电信3g网络已经覆盖了全国的所有地、县级城市和乡镇，天翼3g的用 户规模正在快速增长。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，从而影响到天翼3g的整体服务质量与品牌形象。此时femtocel 1 的引入方案不可能减少宏蜂窝数量，其最大的作用将是分

17、流话务量，保证室外基 站能够达到理想的覆盖范围。目前，在上海、北京等特大型城市高层导频污染现象特别严重，另外随着 3g业务的发展，宏网容量不足，频点不足等问题也已呈现。用femtocell进行 导频覆盖是解决家庭导频污染和负荷分担的一种有效方法，需要使用独立频点是 关键，可为室内覆盖单独分配频率，有利于femtocel 1发挥作用，甚至呈现为一 个叠加网形式，用做负荷分担。尤其是在密集的居民区用户家里，粗放型的3g宏覆盖投资成本高，投资效 率低下，用户感知度较低，因此需要考虑容量和覆盖进一步深入的femtocell 解决方案。因此，中国电信在用户逐步发展及网络覆盖逐步深入的时候，要开始考虑用

18、femtocell来解决部署高速数据业务时面临的室内覆盖问题。密切跟踪 femtocel 1的相关技术及海外应用进展，加入femto论坛开展与产业链合作伙伴 紧密合作，共同促进femtocel 1技术的成熟与商用，以及共同探索新的商业模式, 帮助运营商部署可盈利的移动宽带网络。2、中国电信femtocell部署可行性中国电信作为同时拥有移动和固定网络的全业务运营商，在femtocel 1的部 署方面拥有非常便利的条件。在cdma ev-d0网络部署完成后，中国电信已具备 部署femtocell的核心网条件；无论从网络承载还是网络架构来看条件都已经具 备。femtocell倍受全业务运营商的推崇

19、，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。因此，未来中国电信可以通过 femtocell的部署来实现对cdma ev-d0网络覆盖的补充和完善，并通过 femtocell提供一种移动固定融合的思路，为用户的发展及业务的提升提供较为 有利的条件。中国电信femtocell网络架构建议采取“两个不变原则，即c网核心侧不做 改动和用户终端不做改动”，试验网采取“bsc架构”，一套接入网关fag,多 个femto ap,通过标准的a1/a2接口接入c网msc及a10/a11接口介入c网evd0 的pdsn。另外，cdma femto回传方式采用多种ip回传方式，如ad

20、sl、fttb+、 lan、pon、卫星等链路；测试场景也采取多种类型的用户，如家庭、中小企业、 宾馆酒店、地下车库等。cdma femtocell采用先技术验证试点、应用示范推广模式，有效地探索femto 应用。中国电信femtocell发展可分为两个阶段：第一阶段，主要内容是利用 femtocel 1作为弱覆盖的一种有效手段，现网中一些地下室等区域无覆盖或弱覆 盖，可使用femto (gps free)这种即插即用、无需gps同步的产品来解决，这 是一种非常节省的方案。解决3g室内覆盖问题，以家庭数据业务优惠为主，突 出天翼3g用户归家后的流量优惠；第二阶段，利用femtocell解决高层

21、导频污 染和宏网负荷分担，缓解3g网络压力，探索新的应用和商业模式(如fmc融合 业务)，推出femtocell的特色业务，基于用户规模叠加femtocel 1特有的多媒 体信息化产品及应用，比如位置服务、内容推送等。3、femtocell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femtocel 1会对移动

22、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。femtocel 1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。但因为femtocel 1完全通过ip承载，要保证一定的qos等级，可以考虑对 现有的ip承载网络进行femtocell的实际环境验证性测试

23、，为未来femtocel 1 规模部署提供详细的网络数据。4、femtocell的推广应用关键从技术角度看，femtocell在中国电信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femtocel 1设备数量庞大，基站邻小区列表配置不具备

24、可实施性，目前宏蜂窝到femtocel 1的切换尚存在难度。(4)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femtocel 1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茯得成功，需要 满足以下两个条件：一是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。二是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，femtocel 1的大发展还需要用户的广泛