当前部署Femtocell 所面临的五大挑战

　　Femtocell（毫微微蜂窝基站，也被称作家庭基站或3G接入点）将是无线产业的下一个“大事件”。最近的发展为这个新兴技术增加了砝码：大家对这一领域充满希望，主要测试和试运行在进行中，一些重量级的企业加入了Femto论坛（一家独立的产业协会支持世界范围内的基站建设）。在不到8个月的时间里，其成员已经由7家公司扩展到60多家。Femtocell市场充满了机会，预计到2013年会高达225亿美元，这引起了业内外的一致关注，同时也吸引了一些观察家和媒体。

　　现在的问题是：在使Femtocell成为居家无线技术的路上，设备生产商和网络运行商如何克服技术和商业方面的困难？市场化运作肯定是存在困难的，因为WiFi（无线传输技术）和UMA（非授权移动接入）在技术占有率方面已经遥遥领先。在这篇文章中，我们主要谈论Femtocell建设的五个主要问题。

　　1. 实现低成本

　　Femtocell设备的成本是大多数产业观察家所关心的。除非商家可以承担得起基站费用，否则这项技术很难发展。许多供应商计划每个Femtocell单元收取200美元的费用，而这对于大规模运作显得过于昂贵。销售价格在200美元以下是可行的。同时，运营商将不得不对这些单元进行补贴以使得价格足够低，同时还要奖励先期用户。美国在初次尝试使用Femtocell时，Sprint公司卖出Airave Femtocell 的价格为50美元/个，而向个人收取15美元/月，向家庭收取30美元/月。这份报价堪比T-Mobile公司的HotSpot服务，每月报价为19.99美元，同时还要求购买一个50美元的路由器。对Femtocell设备进行补助并非一项可持续的策略，产业必须想办法降低Femtocell 用户的前期设备成本。  
                                      
　　降低Femtocell成本的关键是整合软件和硅芯片——也叫“芯片上的基站”。这样的整合通过嵌固性能和功能降低了开发成本，从而降低了Femtocell所需的元件数量。在本质上，降低芯片数量和降低成本是一致的。把Femtocell技术整合进机顶盒或电缆、数字用户线解调器将能节省成本，因为这种融合用户端的设备会对手机运营商的研发起到协同作用。此外，融合用户端的设备共享一些程序和功能，物料成本（BOM）也会因元件的重复利用而降低。重要的服务差异化也可以通过这些融合设备而实现，为量产提供了途径。融合用户端供应商的机会就是开发这些融合设备，交付真正的“四合一”设备，即声音、视频、数据、移动性。

　　低成本Femtocell的实施还依赖可扩展性。如果有足够的用户注册，经营者可减少建立基站的成本和维持费用。到2012年60%的家庭用户使用3G Femtocell，一个典型的小运营商平均每年可以节省约45美元/每人。但如果那时只有20%的客户使用Femtocell，经营者只能节省20美元/每人，因为每年还需要大量的Macrocell(宏蜂窝)。因此，为使Femtocell的投资得到回报，经营者必须扩大服务，迅速增加客户——Femtocell设备不但要负担得起，还要可用。当Femto论坛确定的Femtocell技术的主要挑战时称，经营者必须有信心能提供合适规模和价格的服务 。

　　2. 网络架构的统一

　　部署Femtocell的另一个挑战是将Femtocell整合到移动核心网络时没有一个单一的行业标准。Femtocell技术日益增长使得形成了很多不同的、甚至独有的集成方法。至少已经有15个不同的基站架构已经确定，涵盖了所有的空中接口包括CDMA、GSM 、WCDMA和WiMax。这种多样性将使市场不成体系，这将反过来损害可扩展性、互操作性，并最终增加成本。正如一位分析师指出：“引入开放标准是至关重要的，这有利于扩大经济规模，更好地使OEM和半导体行业达成一致，激发市场的活力 。”

　　为回应日益增加的统一需求，Femto论坛发起一项倡议，旨在协调Femtocell网络架构，并制定未来发展的标准。有两类的网络基础架构： 以UMTS为核心和基于SIP的。前者利用了移动核心的传递功能，但并没有卸载移动核心。相反地，通过直接与IMS核心或移动软交换通信，基于SIP的架构卸载了移动核心。在这种情况下，更多的功能包括在Femtocell内 ，并采用一种基于IP的技术集成到核心。新的应用如VCC技术（Voice Call Continuous）需要在基站和Macrocell(宏蜂窝)间处理无缝和安全切换。

　　2008年3月召开的Femto论坛全体会议上， 西蒙桑德斯主席说：“Femtocell企业通过协商一致，决定建立一个未来的技术路径，这样的做法，不仅会鼓励相互操作性和提高经济规模，从而帮助保持低成本，也将有助于支持Femtocell的新应用。”

　　3. 远程设备管理和软件升级

　　一旦Femtocell大规模部署，远程软件升级将至关重要，以高效经济的方式解决运营商的架构发展。PicoChip公司（Femtocell芯片供应商）指出， “随着标准的发展和改进，提供软件升级的能力正变得越来越重要。 ”因为每个Femtocell部署网络中的软件是不一样的，如下图所绘：

　　换言之，Femtocell中软件的变化依赖于部署的架构。为了避免上门服务并保持客户满意度，运营商必须能够远程管理Femtocell，更新软件和固件，监控Femtocell的状况和表现，并做诊断测试，所有管理都应在运营商的网络控制台实现。为此，Femtocell开发商必须确保Femtocell的CPE（用户前端设备）可以容易安全地配置、诊断、远程管理。这使得人们对Femtocell TR - 69产生越来越大的兴趣 ，这种基站是DSL论坛标准化的。TR - 69需要进一步发展，新的Femtocells配置文件需要制定。

　　4. 射频干扰

　　为了成功部署基站，一个需要强调的关键问题是：要最大限度减少射频（ RF ）干扰，因为Femtocell工作在授权频谱。如果单频CDMA系统正在运作，而Macrocell（宏蜂窝）和Femtocell网络使用相同的频段，Femtocell功率控制算法会和大Macrocell（宏蜂窝）产生干扰，从而降低网络容量和服务质量。在多层住宅单元，多个Femtocell不仅与Macrocell（宏蜂窝）产生干扰，彼此间也会产生干扰。

　　一些运营商正在计划部署和Macrocell（宏蜂窝）相比不同射频的Femtocell，从而避免干扰，但频谱的获得是昂贵的。另一个可行的办法，是在3G的配置参数中利用模式- 2固定电源选择，这将防止移动单位功率增加和造成干扰，虽然有可能牺牲性能。供应商都在探索一种自动配置的方式，以解决干扰的问题。 Femtocell制造商正致力于为Femtocell发展先进的算法，从而减少潜在的干扰和基于环境信号调整。虽然由运营商建模表明了这些算法可以解决干扰问题，他们也提出了运营挑战。举例来说，一个必要的输入是Macrocell（宏蜂窝）的发射功率，这将需要运营商配置中央Femtocell。另一个需要知道到Femtocell直线距离，这将要求运营商知道在哪里安装Femtocell。

　　5. 消费者的潜在忧虑

　　消费者对使用无线电波和无线通信设备的安全还有很多忧虑。消费者从Femtocell中可感知更大的风险 ，这通常被称为“家庭基站 ”。正如一位评论家指出，“ 在未做任何事情之前，人们听到“家庭基站”时就会反射出担忧的情绪。

　　Femto论坛已经提出解决潜在健康和安全威胁的文件，题为《Femtocell和健康》，说明Femtocell必须遵守适用于与其他无线装置（如手机天线和他们的天线）一样的安全限制，，并得出结论认为：“在无线通信系统中接触有限的无线电对健康没有确定的影响”。无线行业将需要采取更多行动来告知大众为什么使用Femtocell不会影响健康。

　　消费者同样关心接入控制问题，经营者必须解决这些问题。对许多消费者而言这样的前景并不乐观：让过路人或在一栋楼内的邻居间以“搭便车”的形式使用私人的Femtocell可能不太现实，特别因为消费者在回程方面需要为宽带互联网连接埋单。运营商需要发展接入控制机制，使Femtocell业主很容易添加、删除授权用户，并排除未经授权的用户。

　　消费者对安全的忧虑也必须消除。因为Femtocell使用住宅IP宽带连接，通过电缆调制解调器和DSL路由器，消费者能够将Femtocell接入因特网反向控制网络，从而提出了许多安全问题：在互联网的公共环境如何保护运营商核心网络的完整性？如何保护用户通讯的完整性？如何支持Macrocell（宏蜂窝）和Femtocell网络的无缝过渡。这样，每个Gemtocell将要建立一个加密的IPSec（Security Architecture for IP network）通道。为防止黑客入侵， Femtocell必须向运营商网络查明和验证自身的有效行为。安全和移动网将处理大量的IPSec加密通道。