Femtocell家庭基站技术及其安全问题研究
Femtocell TDS 家庭接入解决方案
Femto如何帮助中国移动迎接挑战
挑战:
成本可以接受的室内覆盖; 业务连续性; 移动宽带业务带来的宏小区容量压力; 移动性造成的网络利用率不平衡 智能手机和3G上网本业务; FMC挑战和固话业务替代; 减少的掉线和增强的客户忠诚度; 开发高端VIP客户群以提高ARPU;
-CAPEX一般是指资金、固定资产的投入，OPEX指的是企业的管理支出。
Femtocells 为宏小区网络分流业务流量。 节省电池，Femto cell覆盖半径小，接入的手机会降低其发射功率，从而节省电池，减少 对人体的辐射。
这些收支账目上的明显差异使femtocell技术非常有竞争力
CDMA2000+WiFi技术奉献给中国电信
Femto 机会:
Femto提供了一个方便廉价的到户接 入; Femto保证了一致的信号覆盖，给客 户提供了非竞争带宽; Femto 基于宽带连接（例如，DSL或电 缆）,宏小区分流流量到femto; Femto进一步加快了话音业务的收费 价目下调-加速固网到移动网的融合; 为客户不转网提高了服务质量; Femto推动了移动宽带VAS;
博威Femtocell 产品历程
2009年8月成功完成全世界第一个TD-SCDMA femotcell HN1000 2010年元月率先进入上海移动实验室进行验证测试，是目前唯一 一家完成了验证测试的产品和公司。 2010年二月第一个完成TD-SCDMA和WIFI双模femotcell HN1100
由于历史原因和工信部非对称管制政策的要求，中国联通互联网资源丰富 ，对推动移动互联网业务有固网优势。 采用结WCDMA宏基站+家用基站技术，3G战略明确，FMC(固定-移融合) 策略清晰。 覆盖较好。由于WCDMA频段在三个标准之中介于中间，在同等基站数量投 入情况下，覆盖也要比TDS好很多。
Femtocell——新兴3G室内覆盖技术的探究
接到移动运营商核心 网的方式来支持室内语音和数据业
务 ，如图 １ 所示 。一个 Ｆ ｍｔｃｌ就是一个小型蜂窝基 ｅ ｏｅ ｌ
站， 它可以在 有效 的覆盖范 围内为用 户提供高速率数据
的无线接入 。
Ｆ ｍｔｃｌ要求能够为不 同标准的蜂窝系统提供语 ｅ ｏｅ ｌ
图 １ Ｆ ｍｔｃ ｌ 区 ｅ ｏ ｅｌ 小
Ｆ ｍｔ ｃｌ 支持其 与宏蜂窝 网络之 问的无缝切 换 。在 ｅ ｏ ｅ１
一
是 因为 Ｆｅ ｔ ｅ ｍ ＯＣ １只改 变用 户空 口的连接部 分 ， １
Ｆ ｍｔｃｌ ｅ ｏ ｅ 基站的部署将３ ｌ Ｇ网络以高质量的服务扩展到 室 内， 而运营商却不需要新 的天线 ， 新的频谱和新的协
制 解调 器 中 ，从 而进 一步 降低 Ｆ ｍｔ ｃ ｌ 的设备 成 ｅ ｏ ｅｌ
本。 对于运营商而 言 ，Ｆ ｍｔｃｌ技术也更受亲睐 。这 ｅ ｏｅ ｌ
需要 适应 不 同运 营商 的频 谱 环境 和 中继 连接 ，对此 Ｆ ｍｔ ｃ ｌ 采 用了 自组织和远程 控制的方 法。此外 ， ｅ ｏ ｅｌ
．
．
４８． ． ຫໍສະໝຸດ 维普资讯 工 音 和数 据 业 务 ， ｃ ｍａ ０ ０ ＵＭＴ 、 ＭＢ、 Ｔ 等 ， ￣ ｄ ２０ 、 Ｓ Ｕ Ｌ Ｅ 因此 Ｆ ｍｔｃｌ 被 看 作 一 个 用 于连 接 室 内端 用 户设 备 ｅ ｏｅｌ 也 一
无线 电磁 波 污 染 严 重 。
因此 Ｆ ｍｔｃ ｌ的使用十 分 简单 ， 户不需 要对设 备 ｅ ｏ ｅｌ 用
进行 参数 配置 ，只需通 电即可使 用 。Ｆ ｍｔ ｃ ｌ也 可 ｅ ｏ ｅｌ 以 内置于 家庭宽 带 网关 产品 中如 电视 机顶盒 、 电缆 调
Femtocell简介
Femto应用场景趋向多元化Femto回传的多样性（如ADSL、FTTB＋LAN、PON、卫星等链路）使得Femto的运用空间极为广泛。
大致而言，家庭、高铁、飞机等场景已有成功应用。
在家庭场景，Femto最初的定位为补充覆盖，其在此基本功能上将演进出更多的功能，如娱乐、安防、基于位置的个性化服务等。
Femto将成为“超级”家庭网关，也将是物联网推广的又一利器。
WRT-R+Femto成为典型的高铁场景应用。
在今年9月初中国Femto高峰论坛上，上海通信轨道交通技术研究中心称，已经研发出自主产权WRT-R轨道交通宽带无线系统，可在时速为350公里的高铁上提供宽带IP通道。
如此使WRT-R+Femto成为一种可能，在不久的将来，人们在高铁上也可以借助Femto，畅享高速无线宽带上网的乐趣。
卫星通信+Femto也成为典型的飞机场景应用。
随着人们生活需求的提高及商务的需要，飞机上不间断的通信已经十分必要。
其实早在2000年，英国维珍航空公司在由上海飞往伦敦的班机上已经实现随意的通话；中国联通2004年也提出空中CDMA无线电话服务计划。
Femto技术使得空中通话成本急剧下降，这使空中不间断通信成为可能，也使商务人士更加热衷于飞行。
技术和商业模式困扰Femto商用虽然国内三大运营商积极致力于Femto的发展，也纷纷进行了现网的大规模试验，但在实现大规模商用方面也存在诸多挑战，如干扰问题、产品线过于单一、商业模式不明确、许可证未发放以及成本较高等。
综合来看，可归纳为技术难点和商用模式不明确两大挑战。
商用的第一个难点就是频点的选择带来的干扰问题，目前频率资源的紧缺及分配现状表明，后期商用很有可能会使用现有的3G频点，大规模运用将给宏网用户带来很大的干扰，如何使Femto网络同宏网以最低干扰度共存，将是运营商面临的的一个挑战。
另外，移动接入网络大部分均采用人工方式进行优化，网络规划、建设、优化、维护等工作繁杂。
Femto要想大规模商用必须克服这些困难。
Femto应用讨论
Femto应用讨论摘要本文分析Femto系统搭建需要和各系统对接需求，分别从核心网、宏网络、BSS系统、传输网络以及计费系统等端口对接时需要考虑的问题。
同时分析Femto技术应用对运营商带来的利弊，分别从成本、用户建立等方面进行了讨论。
关键词Femto；端口对接；应用讨论1 技术概述Femto又称家庭基站，是一种低发射功率，小范围覆盖，以固定宽带接入网络为回程，主要面向家庭及小范围客户应用的小型设备。
Femto技术作为WCDMA宏蜂窝的补充，能够使运营商以更低的代价为家庭用户提供更好的无线宽带语音及数据业务。
设备体积小巧，工作于授权频段，覆盖半径一般为 5 m~20 m；其提供3G语音的成本接近于V oIP的成本；提供3G数据比特成本接近固网宽带。
同时可在大网统一计费费率基础上提供基于家庭或企业等Femto 覆盖区域的精确位置计费。
Femto能够快速部署，且成本低廉，比较适合有宽带接入，且3G覆盖不好的较小范围需要覆盖室内空间；同时Femto部署也减轻了宏蜂窝网络的业务负荷，所以是目前3G网络在室内覆盖的补充手段。
2 Femto应用需要考虑问题2.1 Femto系统与核心网对接Femto系统与核心网的对接实际上就是AG与现有核心网的对接，包括AG 与MSC的IUCS对接，AG与SGSN的IUPS对接，上述对接都是基于3GPP协议标准的，与RNC一致，对接无需对现有核心网进行改造或升级。
1）IUCS对接。
由于AG支持虚拟多AG功能，因此只需将AG与欲发展Femto业务的地市MSC下的MGW对接，即可支持在该区域发展Femto用户，建议选择负荷较轻的MGW或新建MGW来承载通过AG上来的业务。
2）IUPS对接。
将AG与SGSN对接，即可支持发展Femto用户，目前基本选用SGSN来承载通过AG上联的业务。
现网中，通常中间会经过层三交换机或路由器，但是对接时，需要根据具体情况确定最终组网方案。
2.2 Femto系统与宏网络配合Femto系统支持AP与3G宏小区之间的双向重选，AP到3G宏小区的单向切换，AP与2G宏小区的双向重选，AP到2G宏小区的单向切换。
Femtocell的功能及体系
Ｅ—ｍａｉｌ：ｉｎｆｏ＠ｃｃｃｃ．ｎｅｔ．ｃｎ
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｎｚｓ．ｎｅｔ．（３１１ Ｔｅｌ：＋８６—５５ ｌ一５６９０９６３ ５６９０９６４
与Ｆｅｍｔｏｅｅｌｌ较类似的是采用８０２．１１标准的ＷｉＦｉ。对于小型力公室和流动工作者来说，ＷｉＦｉ使用户无需布线连接就可进行网 络访问。对于会议室、会客厅、宿舍这类需要共享服务、文件的布线环境和当网络连接行不通或运行成本过高时。ＷｉＦｉ是个不错的解 决方案。但ＷｉＦｉ对终端的要求较高。而且，由于８０２．１１只规定了ＭＡＣ层及ＰＨＹ层的相关协议。基于ＩＰ的高层协议难以保障业务 的服务质量。此外，ＷＷｉ也存在一定的安全隐患，随着ＷｉＦｉ服务具有无限扩散的可用性．越来越多的黑客把攻击目标锁定在ＷｉＦｉ 上。相比于ＷｉＦｉ，Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ不需要采用支持ＷｉＦｉ的双模手机。用户不需更换手持终端就可得到标准化的和安全的接人。Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ 的优势在于可以提供更好的网络效率，减少网络造成的通话抖动．而且在室内的无线覆盖效果更佳．并可以提供普通的移动电话网 络所能识别的数据模式。只要频率的蓖复利用问题解决了，那么Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ基站就能成为双模手机的强劲的竞争对手。只要用户部署 了Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ小型基站之后，用户就可以用现在手中的普通手机来拨打ＷｉＦｉ电话了【１）。 ３ Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ的体系结构
Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ系统在网元功能配置Ｌ与传统宏蜂窝网络有很大的不同。Ｆｅｍｔｏｅｅｌｌ设备集成了传统宏蜂窝网络中多个网元的功能。 如ＮｏｄｅＢ、ＲＮＣ、ＳＧＳＮ、ＧＧＳＮ等。具体集成哪些网元要视与核心网的接人接口而定。对于Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ设备的功能组成及其设备接口， 各厂家都有不同的实现方式，通常功能集成方案有两种，第一种是集成ＮｏｄｅＢ、ＲＮＣ功能，第二种是集成ＮｏｄｅＢ、ＲＮＣ、ＳＧＳＮ与
Femtocell中混合接入性能分析及接纳控制机制研究的开题报告
Femtocell中混合接入性能分析及接纳控制机制研究
的开题报告
标题：Femtocell中混合接入性能分析及接纳控制机制研究
背景：
Femtocell是一种小型基站，可在室内为移动用户提供宽带接入和语音服务，且不会对宏基站的频带和负载产生影响。
Femtocell的部署可以
提高用户的信号质量和数据传输速度，改善用户体验，减少通信服务提
供商的网络投资和运营成本。
然而，Femtocell的部署也面临一些挑战，
如用户密度难以预测，信道干扰等。
因此，为了进一步提高Femtocell的性能，需要对Femtocell中的混合接入性能进行分析，并研究接纳控制机制。
目的：
本文旨在研究Femtocell中混合接入性能，包括室内外用户的接入和退路控制，并研究接纳控制机制，以优化Femtocell的性能。
方法：
本文将采用以下方法研究Femtocell中混合接入性能和接纳控制机制：
1.分析Femtocell系统的传输模型和用户接入过程。
2.基于该传输模型进行理论分析和性能仿真，以比较不同接入和退
路控制方法在不同网络密度和环境下的性能表现。
3.基于应用程序和网络情况，设计并测试不同的接纳控制机制。
预期成果：
本文预计将就Femtocell中混合接入性能及控制机制展开深入探讨，给出最佳的解决方案，进一步提高Femtocell网络的性能和效率。
华为FemtoCell端到端解决方案_图文_百度文库.
2009-10-13 Security Level: “3G驿站”让3G更加精彩——华为FemtoCell解决方案 2009-10-10 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 Huawei Confidential目录 FemtoCell技术及市场驱动 FemtoCell标准及行业发展华为FemtoCell产品及解决方案华为FemtoCell应用案例介绍 FemtoCell商业模式及价值分析HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 Huawei Confidential Page 2FemtoCell是什么？ n 技术特点：超小型化移动基站，接上一根网线，即可实现室内覆盖。
n 价值优势：把无线宽带和固网宽带有效结合，形成综合竞争优势。
通过已有ADSL、LAN等宽带接入，弥补3G网络室内覆盖不足 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 Huawei Confidential Page 3FemtoCell价值是什么？ n 市场需求：70% 的话务、90%的数据业务发生在室内。
3G用户行为调查室外 30.3% 室内 69.7% 室内 90% 室外 10% 数据来源：NTT DoCoMo 室外 75% 室内 25% 室内外业务比例室内外数据业务比例室内外基站数比例 n 现网问题：“室外宏覆盖室内”，穿透损耗大，室内信号飘忽不定。
DAS系统，进场困难，难以满足大容量数据业务发展。
Femtocell将有效化解覆盖和容量的难题。
HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 Huawei Confidential Page 4联通FemtoCell的竞争优势同一核心网 AG 核心网丰富的最后一公里资源固网宽带线路传统传输网络插上电源网线 AP即插即用家庭/企业室内AP网络同一终端授权用户准入独享小区吞吐量 WCDMA终端室外宏网络用户共享小区容量尊贵体验难以保障融合网通固定宽带资源，快速占领家庭和企业的数据用户蓝海领域 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 Huawei Confidential Page 5通信商的广泛参与促成了 Femto 的成熟和完善n六大工业标准组织的参与FemtoCell 商用的关键要素分析华为 FemtoCell 解决方案对商用部署进行了全面考虑部署安全运行维护如何安装：即插即用 5 后续配置自动完成 n AP加电后，自动完成配置工作： Ø 自动配置频率 Ø 自动选择扰码 Ø 自动检测邻区 APAPM/AHR AG CLK server SEGW Ø 导频功率调整 4 AP获取初始配置 APAHR/APM 1 申请AP 2 插入SIM卡 AP 3 AP上电 AP (USIM HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 Huawei Confidential Page 16干扰控制：频率规划和自动调整 F2 部署安全运行维护 AP f2 F2 F1 n 功率自动控制依照UE报告（RSCP 及 Ec/Io），AP调整发射功率。
家用基站_Femtocell
节约网络部署成本 节约回程成本 在移动通信中回程成本占到了总成本的 30%左右，而 Femtocell 使用家庭宽带回程蜂窝 流量，从而大大降低了回程成本。 减少网络建设及运营维护成本 Femtocell 由用户购买，使用用户的宽带接入电路，减少了网络设备的扩容和相应基站 链路的投资；并且 Femtocell 放置在用户家中，节省了机房、电源、空调和电路维护等运 行成本。 减少室外宏基站的投资 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，相当于减少基站的数量或者等效为降低系统扩容压力。
终端、网络融合 移动对固话的替代已经是大势所趋，人们更喜欢使用移动终端进行通信，Femtocell 的 出现使得用户在室内使用移动电话获得和固定电话一样的通信体验及资费水平，实现了通 信终端的融合。Femtocell 还可以融合到家庭的局域网中，使得 PC、TV、手机融为一体， 打造家庭娱乐通信平台，实现语音、数据、视频、移动的四重播放。此外运营商全业务运 营后，Femtocell 使运营商将移动业务与宽带接入捆绑销售，实现一个账号、一个号码的便 捷管理。 2.2 Femtocell 使电信运营商提高网络价值
轻重的作用。Femtocell 这一新兴的技术受到运营商、设备商以及一些新兴的互联网公司如 Google 的共同推动，从而发展迅猛，市场空间广阔，前景看好。下面我们就简要回顾一下 Femtocell 的发展历程。
2002 年，Motorola 英国研发团队开始研发 Femtocell 技术，之后 Femtocell 技术得到 picochip、Ubiquisys、3Way(被 Airvana 收购)等公司的发展；2006 年起，更多的公司加入到 Femtocell 的研发中如，Ip-access、三星等；
FEMTOCELL
Femtocell现有的无线网络，无论是GSM、UMTS、CDMA或者LTE都是由大型的网络设备组成的。
无论是核心网还是接入网都是由专业的设备制造商制造；专业的工程师安装、配置、维护的。
这些设备之间大多通过运营商私有的网络进行连接。
Femtocell 作为小型的消费电子设备要融入现有的网络必须满足下面的需求：Femtocell的部署数量是不受限制的因为无法预知有多少用户会购买Femtocell，从理论上讲，Femtocell的部署数量是不受限制的。
需要注意的是，随着Femtocell数量的增加，网络管理的复杂度，Femtocell之间的信号干扰都有可能变大。
另外用户大量使用Femtocell提供的低资费的服务可能导致网络流量迅速增长。
虽然Femtocell可以减轻传统接入网的流量压力，但无法减轻核心网的流量压力。
运营商需要密切注意核心网是否会因为流量过大而超载。
除了数据流量的负担，容易忽视的一点是过多的信令流量也可能使网络过载。
虽然一般信令的流量相比数据流量小很多，但信令的处理过程比数据复杂很多。
运营商需要根据网络的负载情况决定是否需要扩容核心网。
Femtocell可以通过公用IP网络连接运营商的核心网通过公用IP网络连接运营商的核心网是Femtocell与传统基站的重要不同点。
公用IP网络可以是提供Femtocell运营商的网络，也可以是其它运营商的网络。
一般来说，提供Femtocell的运营商和提供公用IP网络接入的运营商是同一个。
这样的好处是，运营商可以提供固定宽带接入和移动宽带接入的整体的套餐，用户可以享受到优惠的资费。
另外运营商可以控制固定宽带的QoS保证Femtocell能够提供高质量的服务。
中国联通要求使用Femtocell的用户必须同时是中国联通的宽带用户和手机用户。
Femtocell的网络架构必须保证安全性使用过Wi-Fi的用户都有这样的体验，如果不设置任何的密码，Wi-Fi连接很容易被其他人盗用。
Femto简介
Femtocell能集成什么
从功能单元上划分，femtocell分为集成的和独立的。集成的femtocell除了提供无线信 号覆盖之外，还增加了额外的功能，如：DSL终端、Wifi等等。 DSL终端 终端 Femtocell需要通过连接用户的宽带网络接入运营商的核心网。很多用户都是使用 DSL终端拨号上网的。如果femtocell集成了DSL终端的功能，那么至少用户可以在家 里少放一个盒子。此外由于femtocell可能需要DSL上开放特定的端口，将DSL集成到 femtocell也可以减少兼容性方面的问题，确保用户可以即插即用。 Wifi接入点 接入点 是否将Wifi功能加入到femtocell一直有争议，毕竟这两种技术的竞争关系大于合作的 关系。而且很多运营商一直不原意看到基于Wifi的语音成为主流。但是把Wifi加到盒 子里还是有好处的，因为毕竟Wifi更多是为笔记本电脑服务的。更重要的是用户对于 这样的设备会更加欢迎。 机顶盒 集成机顶盒的femtocell可以完美的实现三重播放，但是这依赖IPTV的发展。目前的 情况下，IPTV和femtocell都还没有成为主流的技术。尤其在中国，广电系统始终对 IPTV进行全面的压制。在三网融合的背景下，广电系始终牢牢的掌握着电视节目的 播控权。短期内IPTV很难有出头之日。
Femtocell产业链
截至今年第二季度，全球已经有13个 Femto商用局，超过60个实验局；在产业 链上已经聚集了68个供应商开发推广 Femto产品和服务，包括有9个端到端的解 决方案提供商，28个FAP提供商涵盖了所 有的空口技术（这个数字还在不断增加）， 21个FemtoGW供应商，17个组件/软件供 应商。这些数字还在快速增加。