1  引言

    Femto（或者Femtocell）被称为毫微微小区，是一种小型、低功率蜂窝技术，它具有毫瓦级（mw）的发射功率，典型覆盖半径为10-50米，主要针对家庭住宅或企业等室内环境，同时提供3GPP标准业务和传统的固网业务（包括语音和宽带上网等）。其出现初期被认为主要用于解决室内覆盖问题，相对于利用传统宏基站的方式增强室内覆盖，Femto技术从部署成本以及部署难度来说都具有一定优势。因此，Femto技术从2006年底逐渐成为通信业界的热点。

    Femto系统主要由Femto基站，安全网关，Femto网关以及其他支撑设备组成，并通过固网宽带回程至运营商核心网为用户提供各类业务。如图1所示：

图1 Femto系统示意图

    其中，Femto基站提供各类接入能力，包括：3G信号，WiFi信号，FE接口等等。安全网关提供IPSec隧道以及防火墙功能；Femto网关提供类似于宏网络RNC功能，提供对Femto基站进行信令与数据收敛功能；Femto网管提供对Femto系统的管理功能，包括：Femto基站自配置自优化，关键KPI上报等；AAA负责对Femto基站进行鉴权。

2  中小企业应用Femto驱动力

     随着全业务时代的到来，为保证终端用户的高速数据业务体验效果，特别是在业务量比例日益增高的室内场景中，运营商的网络覆盖质量必须持续加强。然而移动通信网络通常采用较高的频段部署，由经典的电磁学理论可知，频率越高无线电波的穿透能力越差，因此移动通信网络的信号穿墙后的衰减也越大。对于运营商来说，集团客户是重要的收入来源，一旦集团客户对室内信号覆盖进行投诉，运营商必须要及时进行解决。

    解决室内覆盖一般有三种技术：室内分布技术，Femto技术以及WLAN技术（见表1）。

表1  三类室内覆盖技术

    下面从三方面分析Femto技术相对于其他两个技术的优势，明确在企业场景，尤其是针对解决中小企业室内覆盖问题上（一般部署场景为一个楼层，用户数在100人左右），运营商应当考虑优选Femto技术。

2.1  降低部署成本

    下面将通过入户设备，安装施工，接入方式以及网络侧设备等方面进行一一分析。

表2  三类室内技术覆盖部署成本

    从入户设备上分析，以满足中小企业用户数（100人左右）需求为例，室内分布系统需要部署1个射频部分以及3～4个载频（45,000～75,000元），WLAN需要部署4～5个AP（8,000～20,000元），Femto需要部署4～5个基站（4,000～5,000元）。其中：直放站/RRU/微基站的价格一般在5,000～25,000元，而基带部分一般以一个载频计算成本15,000元；一个WLAN AP的价格一般在1,000～3,000元；一个Femto基站的价格一般在1,000元以下。因此，对于中小企业部署，室内分布系统入户设备成本在50,000元以上，WLAN入户设备成本在8,000元以上，而Femto技术的入户设备在1,000以下。

    从安装施工上分析，室内分布系统需要布放馈线和安装天线等工作，一方面需要辅助材料，另一方面需要人力成本；WLAN基于不同的需求，可能需要少量施工；而Femto基站的布放只需要用户自行安装即可，即插上电源，插上以太网线，无需任何施工成本。

    从接入方式上分析，室内分布系统一般需要机房资源、传输资源和电源等；WLAN需要宽带接入或者传输资源；Femto基站一般使用宽带接入即可，有特殊需求的可以采用专线进行回程。

    从配套设备上分析，室内分布系统网络侧设备利用宏网络的网络侧设备；WLAN需要在网络侧部署AC、AAA等设备；Femto需要在网络侧部署安全网关、Femto网关、Femto HLR、AAA、Femto网管等设备。运营商一般要求一套网络侧配套设备能够支持20万个Femto基站，均摊到每个Femto基站增加的成本在百元级。

    因此从部署成本来看，Femto技术具有一定优势。

2.2  降低部署难度

    运营商一般采用传统的室内分布系统解决移动信号的覆盖，从表2中看到，室内分布系统的部署需要运营商建设机房，铺设传输，因此对其部署造成了一定的困难，实际上随着用户的维权意识以及物业门槛的不断提高，运营商发现正面临着一个恶性循环：集团客户的投诉，但是无法进行及时有效的处理，集团客户离网。因此运营商需要一种能够简单部署就能够解决室内覆盖的技术。Femto技术具有的部署灵活，即插即用的特性使得运营商在解决室内覆盖上有了更好的选择。

    1）部署灵活

    Femto基站与运营商网络之间的信令与数据流完全基于IP协议，只要有IP网络的接入，Femto基站就能够正常工作为用户提供业务，即无论部署的环境如何，只要有FE接口就能够使用Femto基站。

图2 Femto基站接入方便

    利用这种部署方便的特性，运营商能够快速响应用户的投诉，只要利用中小企业办公场所的一个宽带接口就能够通过部署一个Femto基站来解决覆盖问题。另外，运营商不需要为一个小区或者一栋大楼的个别用户投诉进行宏站或者室内分布系统部署，只要利用Femto基站就能有针对性地，性价比更高地解决覆盖问题。

    2）即插即用

    由于Femto基站布放的场景在用户侧，因此对于用户来说其更类似于终端，从用户的角度来说希望Femto基站的使用方式越简单越好。实际上，Femto基站确实具有自适应自优化的功能。一旦Femto基站上电后，它可以自行完成IP地址获取，服务网络发现，服务网络连接，行下载最新软件版本，并通过侦听周围无线环境，根据检测结果自主择合适的频点和小区扰码等参数，整个过程无需用户操作和干预。对于用户来说，它的使用与一般的无线路由器没有区别。

        Femto基站还具有功率自适应的功能，即当它发现与宏站或者其他Femto工作在相同的频点下，则它会自动降低发射功率，收缩覆盖范围，避免产生严重的同频干扰。

2.3  满足多业务需求

    当前，运营商解决室内覆盖问题的关键就是为用户在室内场景下提供语音业务和数据业务，然而随着用户对全业务的需求越来越高，那么简单的语音业务和数据业务已经不再能满足室内场景下用户需求。运营商除了需要提供更高速率的数据业务外，还需要提供更多的终端接入能力（如：手机，笔记本，上网卡等），以及特色业务来吸引用户（如：家庭安防，智能家居等）。这种背景下，Femto基站的优势越发明显。

    室内分布系统仅能提供最基本的语音业务和数据业务，而且其高速数据业务能力不足。而WLAN本身立足于解决高速数据业务，不提供手机终端的语音服务，WLAN的终端目前也存在不足，一方面，目前仅有少数手机支持WiFi功能，其次，WiFi终端耗电量大。Femto基站基本功能是能够接入手机，上网卡，上网本等终端，提供基本电信业务，目前业界更在关注Femto基站中增加各类功能模块（如：WiFi，M2M等），实际上目前主流的Femto基站均具备2G/3G以及WiFi能力，这样Femto基站实际上具备了多终端接入能力。另外，Femto基站是基于IP网络提供业务，因此其具备提供互联网业务能力，同时其有位置感知的特性，运营商可以以此为突破口，向用户提供各种基于Femto基站本身特性的业务，如：家庭安防，公司考勤制度，信息主动推送等。

3  中小企业部署Femto方案分析

    中小企业部署Femto需要考虑下列因素：部署方案，收费模式以及特色应用。

3.1  部署方案

    正如前面所述，由于Femto系统本身具有灵活，即插即用，自组织自优化的特点，大大降低了在中小企业部署Femto的难度。因此这种部署不需要过多考虑网络技术的可行性，更多的是考虑如何满足企业的需求。

    考虑到应用场景，计费，特色业务应用等方面的因素。一般建议，中小企业部署中应用的系统应当具备以下要求。

表3  中小企业部署Femto系统要求

    中小企业部署场景一般是办公室区域，物流仓储，商铺等等，这些场景的特点是：人数较多，具有较大流动性。同时，部署这种场景需要若干个Femto基站。这样对于中小企业场景下部署Femto可以使用到“Femto群组”概念，将若干个Femto基站通过配置捆绑成一个群组，如图3所示。

图3 Femto群组

    首先，在一个群组中的Femto基站配置相同的群组ID，用户终端注册是在该群组中进行注册，这样即使用户终端移动到该群组中的其他Femto基站下，网络侧仍然认为其是合法终端，无须进行鉴权和准入控制。

    其次，同一个群组中的Femto基站配置相同的位置区域（Location Area Code）以及路由位置区域（Route Area Code），这样从核心网的角度看用户终端在这些Femto基站覆盖区域下移动都是在相同的区域进行移动。

    第三，网关监视来自Femto基站的切换消息和重定位消息，判断源小区标识（Source Cell ID）与目的小区标识是否来自于同一个群组，如果来自于同一个群组，Femto网关将处理该消息并向目的Femto基站发起请求（无须由核心网处理）。

    当用户终端在这个群组覆盖范围内进行移动时一方面避免了用户在多个Femto基站的多次鉴权问题，另一方面用户在多个Femto基站间移动发生的切换请求在Femto网关终结，降低了核心网信令负荷。

    另外，对于中小企业部署场景来说，还有一个特点是人员流动性较大（尤其是对于商铺，咖啡店等公共场所），当运营商为这些企业部署Femto的时候需要考虑系统能够区分不同用户（比如普通用户与VIP用户）与该企业的关系以便提供更为精细的服务和计费。因此，Femto系统中存储Femto签约信息的设备中（AAA或者Femto HLR）需要存储一张特定的列表存储Femto基站（群组）与某些VIP用户的关系，那么在用户进行初次注册时，系统能够根据用户的等级为其分配不同的QoS，在后续计费中也能与其他用户进行区分。

3.2  业务模式

    1）主动模式

    所谓主动模式是指中小企业主动向运营上申请Femto业务，利用Femto业务向其客户提供服务以此来吸引客户。比如：咖啡馆申请Femto业务，一旦光顾咖啡店的客人点单，咖啡店向这些客人提供免费通话和无线上网业务。服饰专卖店申请Femto业务，一旦VIP客人进入其店铺，一方面服饰专卖店可向客人提供免费通话和无线上网业务另一方面可以主动推送相关的当季时尚信息。

    该模式下，发生的费用分为两部分：一部分是Femto业务本身需要的费用，包括：设备费，维护费以及Femto相关业务费用等。运营商可向中小企业收取。另一部分是Femto覆盖范围下产生的业务费用（电话，数据业务等），这部分费用可以由运营商与企业协商一个优惠的资费套餐，以包月或者包流量的方式由企业代为实际使用这些业务的用户承担。这样企业能够更多吸引客户，客户能够享受免费服务，运营商也能获得业务收入，达到一个三赢的良性循环。

    2）被动模式

    所谓被动模式是指运营商为了解决中小企业场景中对于网络覆盖的投诉，而主动为其提供Femto业务。这种模式对于企业来说是被动的。

    一般这种情况下，运营商考虑到利用传统的建宏基站或者室内分布系统进行补盲难度大，成本高，响应时间长而采用Femto基站进行补盲，因此建议运营商免费为企业提供Femto设备以及维护服务。在开展Femto业务初期，被动模式更容易被接受，因此运营商需要做好Femto业务推广初期培养用户习惯，投入成本保有隐形收入的准备（如：通过Femto业务保留住原来准备离网的集团客户）。

4  结束语

    目前，虽然Femto技术已经成为国内外非常热门的用于解决网络覆盖的技术，运营商利用Femto技术可降低网络部署成本和难度。但是，Femto的部署和业务推广存在不少限制。一方面，由于该技术仍然属于较为新的技术，公众对其认知不足，其业务在推广时会遇到很多麻烦（如：虽然Femto基站的辐射一般在100mw，低于手机发射功率，但是公众仍然会对其辐射产生怀疑）。另一方面，随着国内维权意识的增高，运营商部署宏站和室内分布系统的难度不断增大，保留住集团客户的成本日益增大。因此在Femto部署初期，运营商可以从“解决集团客户投诉，保留高价值用户”出发，将Femto基站以及配套服务免费提供给中小企业来解决中小企业覆盖问题。随着公众对Femto技术了解，运营商可考虑增加Femto基站的功能（如：IPTV，蓝牙等），进一步打入家庭市场使得Femto基站成为运营商提供全业务的一个平台。