侯自强:Femtocell家庭基站技术演进

Femtocell家庭基站，是放置在家庭(或SOHO)环境中的无线接入设备，工作于授权频段。一个Femtocell 一般最多支持4—6个移动用户，其空中接口Iu 符合3GPP标准，适用于现有的移动终端。Femtocell 使用家庭固定宽带接入作为其回传网络，由网络侧的Femtocell网关汇聚并提供标准的面向移动核心网的接口。要将家庭基站以自组织方式连接入移动运营商的网络需要解决低成本的基站、可管理的RF、网络的同步、部署和安全服务以及网络的连接等问题。

专家 侯自强

    低成本家庭基站

　　家庭基站能否大规模推广关键在降低成本，其设计应该更像手机而不是基站，但是应该能够软件升级。目前家庭基站的芯片的主要供应商是Picochip。下图1给出采用 picoChip PC8208/PC8209芯片的参考设计，其核心是多核DSP(图中PC202)。多核DSP使多个DSP构成阵列(picoArray)，与ARM CPU配合具有很强的可编程处理能力。

　　其WCDMA参考设计符合3GPP Release 5 的要求，HSDPA速率7.21Mbps，最多支持4个用户。它提供全部基带处理功能和 MAC-hs 调度，运行和管理 (OAM)功能。可以软件升级支持HSUPA，乃至进一步演进到 HSPA+ 和 LTE。主要参数如下表所示

　　这种家庭基站的批量生产BOM价格为200美元，与WiFi的AP相比虽然还偏高，但已经接近初始用户可以接受的生平。

　　射频 RF管理

　　宏蜂窝网络和家庭基站使用不同频率是避免干扰的主要方法。这要求在家庭基站和宏基站之间进行硬切换，以及具有一定智能以管理相邻家庭基站之间的干扰。家庭基站应该拥有“网络监听”模式，在用户设备要通信时和最强的基站同步，确定广播和控制信道的初始加扰码以减少干扰。一般说，由于使用频率的许可证属于移动运营商，家庭基站应该由运营商拥有，由运营商提供。

　　网络的同步

　　3GPP 要求基站的发射必须与十分精确并且同步，要求精密的钟频提供参考。对大基站要求 0.05ppm 对于家庭基站可以放宽到 0.1ppm 。这个标准有可能进一步放宽。同步装置在家庭基站成本中比重很大。需要有低成本同步方案。目前的方法有： 采用 IEEE 1588 精密钟同步协议，在网络上设置高精度时基，可以容忍宽带互联网连接的更大的时延和抖动。另外一直方法是使用GPS时间参考。第三种方法是接收附近的宏基站信号进行定时。

　　方便布设安装

　　家庭基站的安装要求和WiFi一样方便。注册和授权可以和ADSL类似，使用密码来实现。另外一种方法是在家庭基站中使用SIM卡，通过SIM卡进行认证授权和建立安全连接。一些运营商考虑利用其安全功能扩展新业务，如提供VPN 。

　　网络的连接

　　在蜂窝移动通信系统中一个RNC/BSC控制几百个宏基站，接口是3GPP Iu 标准(TS 25.434), 通过ATM专线连接。 现在要通过互联网连接几十万个家庭基站必须解决一些问题：可扩展性，安全性和标准化。

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