中国联通技术部：Femto应用及其挑战
文章来源：http://hy.gzntax.gov.cn/k/2009-9/1585948.html
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Femto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。
Femto特点
Femto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Femto系统的网络架构，从图上我们可以看到，Femto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，Femto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。Femto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Femto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Femto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。
Femto系统的应用
Femto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Femto系统的应用场景。由于Femto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，Femto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，Femto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Femto系统的成本因素，前期Femto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，Femto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，Femto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Femto带来的丰富业务体验。
目前，随着3GPPR8版本的冻结，Femto的标准化工作取得了极大的进展，Femto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Femto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Femto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。
Femto应用面临的挑战 及中国联通的实践
Femto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Femto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Femto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，Femto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Femto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Femto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，Femto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Femto行业标准和企业标准的推出，Femto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Femto大规模商用所面临的重要挑战之一，这与Femto系统的部署量是密切相关的，数量庞大的Femto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Femto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Femto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Femto系统的内外场测试，从功能和性能上对Femto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。
Femto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。
