3G Femtocell基站的實現(xiàn)
加入技術(shù)交流群
一個可行的解決方案是在家庭范圍內(nèi)部署無需宏node-B基站即可提供最大移動數(shù)據(jù)速率的家用基站，根據(jù)功率它們被稱為“毫微微蜂窩(Femtocell)”基站。
* +45dBm：能夠覆蓋室外大約5km的宏基站
* +30dBm：能夠覆蓋大約0.5km的微蜂窩基站
* +15dBm：能夠覆蓋室內(nèi)大約50米范圍的Femtocell基站
Femtocell家用基站通過公共交換電話網(wǎng)與整個網(wǎng)絡(luò)相連，這通?？衫萌霊舻腄SL。手機僅同家中的Femtocell基站通訊，從而可將該用戶與宏蜂窩完全斷開。
在后面的段落里，我們將回顧部署Femtocell家用基站的依據(jù)，并介紹Maxim射頻解決方案的諸多關(guān)鍵優(yōu)勢。
提高蜂窩覆蓋范圍的一般性考慮
移動通信系統(tǒng)設(shè)計必須在手機電池工作時間、手機計算能力、基站用戶負載之間作一定的權(quán)衡。另外，移動通信標準也在隨移動終端DSP計算性能持續(xù)進步而發(fā)生變化，移動運營商緊跟這一趨勢，不斷提供更多更好的多媒體服務(wù)，以期帶來更多的用戶并增加收入。而用戶最終也將獲得“無處不在”的移動接入能力。例如，在每年新增1億手機客戶的利益驅(qū)動下建立的新型供應鏈具有極強的競爭力，并有助于保持極高的性價比。
寬帶無線與蜂窩移動通信
與蜂窩移動通信同時發(fā)展的還有寬帶無線網(wǎng)，開始是一些咖啡屋為在附近停車或停留的客戶提供802.11互聯(lián)網(wǎng)接入的Wi-Fi服務(wù)，后來，一些城市建立了實驗性的城域Wi-Fi網(wǎng)為城市核心區(qū)提供寬帶無線接入。這一模式的成功導致2004年出現(xiàn)了另一個更好的寬帶無線系統(tǒng)，即802.16 WiMAX (韓國叫作WiBro)，希望提供“城域?qū)拵o線接入”服務(wù)。
由于采用OFDM代替單載波，這些寬帶系統(tǒng)能夠克服城市中的多徑干擾，但卻需要4倍的發(fā)射功率。這是由于采用了OFDM的802.16d的峰均值比(pk-avg)為大約11dB，而WCDMA 3GPP的pk-avg僅為5dB。Intel?支持將WiMAX作為超便攜PC (UMPC)的無線連接方式，超便攜PC的外形尺寸大概相當于6個手機，所以可以使用WiMAX服務(wù)，但對于超薄/翻蓋手機來說，WiMAX需要的電池太大了。
發(fā)射塔的建設(shè)
對于蜂窩移動通信系統(tǒng)和WiMAX來說，發(fā)射塔的建設(shè)和占地都是一個問題。征地費用和市政規(guī)劃對“丑陋”基站的限制意味著建設(shè)新發(fā)射塔的速度對兩種系統(tǒng)都是一樣的。但是，蜂窩移動通信的運營商在WiMAX出現(xiàn)前20年就已開始建設(shè)發(fā)射塔了，所以在發(fā)射塔覆蓋和新建發(fā)射塔方面拔得頭籌。
那里適合寬帶有線接入
寬帶有線接入服務(wù)與固定接入的WiMAX直接競爭，寬帶有線接入通常包括光纖到戶(PON)，電話線DSL，以及有線電視互聯(lián)網(wǎng)接入系統(tǒng)。在“第一世界”國家，這些服務(wù)可從以前建立的復雜的基礎(chǔ)設(shè)施中受益，PON是一個新技術(shù)，但由于區(qū)域性電信運營商(LEC)已經(jīng)投入了大量資金進行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，只有在舊的銅纜系統(tǒng)需要更換時才考慮使用光纖系統(tǒng)。
對于Femtocell基站的部署來說，這些接入服務(wù)是必需的，但卻可以免費獲得，關(guān)于這一點，我們將在下面的章節(jié)中作更多的討論。
Femtocell基站的實現(xiàn)
圖1將通過node-B宏基站接入的傳統(tǒng)蜂窩移動通信系統(tǒng)與Femtocell基站進行了對比。
圖1左側(cè)是傳統(tǒng)從手機到基站的直連方式。在這里我們用一個木屋進行示意，其對射頻信號損耗相對較低，同時假設(shè)其離宏基站的距離相對較近。
圖1右側(cè)是混凝土高層公寓，公寓中安裝有Femtocell基站。Femtocell基站通過有線DSL接入網(wǎng)絡(luò)。如圖中所示，宏基站到高層公寓的信號很弱，F(xiàn)emtocell基站作為“私有、專用基站”，不與宏基站進行通信。
需要指出的一點是現(xiàn)在許多基帶DSP供應商都可提供成熟方案，使Femtocell基站能夠克服宏基站和其它Femtocell基站信號的干擾，這一點對Femtocell基站來說很重要。
Femtocell基站可以克服蜂窩移動通信系統(tǒng)的許多缺點
容量限制
傳統(tǒng)的宏蜂窩基站在很多用戶都試圖打電話的時通常是容量受限的，系統(tǒng)按統(tǒng)計學原理設(shè)計，采用了流量排隊算法來處理既定時間內(nèi)的既定呼叫數(shù)。因此，長時間的通話將會降低繁忙通話時間的呼叫總數(shù)。
另外，當基站為位于邊界附近的手機提供服務(wù)時，宏基站將不得不增加發(fā)射功率, 這會影響為其他客戶服務(wù)的動態(tài)范圍。所以，邊界附近的手機呼叫也會降低總呼叫容量因為他們會壓縮基站發(fā)射的動態(tài)范圍(見圖2)。
這兩個因素限制了宏基站的用戶容量，因此，也會影響運營商的收入，并最終導致新用戶的減少。
基于DSL的家用基站
根據(jù)統(tǒng)計，大約有一半的手機呼叫來自于室內(nèi)，很多用戶都抱怨在混凝土結(jié)構(gòu)的公寓中接收信號不理想。
圖3所示為兩類建筑的路徑損耗，由于許多3G手機需要高于-110dBm的接收功率才能實現(xiàn)可靠的IP數(shù)據(jù)服務(wù)，可以看出，在混凝土建筑中，接收靈敏度已經(jīng)低至無法為客戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)的程度。
與此同時，大家可以看到DSL在歐洲已經(jīng)被采納，在美國已經(jīng)非常成熟了，在包括中國的亞太地區(qū)也被廣泛的應用，新型的DSL調(diào)制解調(diào)器能夠與此服務(wù)配套。
許多美國和歐洲的手機用戶家中都有無繩電話(POTS或IP電話), DSL或cable modem計算機互聯(lián)網(wǎng)接入, TV, Wi-Fi等。3G手機運營商希望推出最有競爭力的多媒體服務(wù)與這些服務(wù)競爭。
圖4所示為Femtocell基站與家庭Wi-Fi共存，取代無繩電話的情景。
評論