4G時(shí)代，小基站邁向大舞臺(tái)

秦方　虞啟亮

“小基站”（Small Cell）特指小型一體化基站，相較宏基站，其具備集成度高、適應(yīng)性強(qiáng)、建設(shè)快速、維護(hù)便利等優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，小基站能適應(yīng)各種回傳網(wǎng)絡(luò)，部署靈活快捷，在增加網(wǎng)絡(luò)容量，提高宏基站邊緣覆蓋區(qū)域的用戶上網(wǎng)速率方面具有明顯成效。

隨著4G網(wǎng)絡(luò)的部署，為應(yīng)對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)引爆的數(shù)據(jù)洪流，全球運(yùn)營(yíng)商紛紛引入性價(jià)比較高的小基站技術(shù)，從而改善蜂窩移動(dòng)網(wǎng)的容量和覆蓋面。通過將網(wǎng)絡(luò)覆蓋聚焦到移動(dòng)用戶經(jīng)常使用的熱點(diǎn)、小基站為運(yùn)營(yíng)商節(jié)約了基站建設(shè)成本，有效提升用戶體驗(yàn)。因而，小基站建設(shè)已成為當(dāng)前業(yè)界廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)之一。

優(yōu)勢(shì)明顯：小身材，大覆蓋

在2G和3G時(shí)代，小基站的主要作用是補(bǔ)缺，即完善宏基站的覆蓋。無論從角色定位還是市場(chǎng)容量，小基站都無法與宏基站相提并論，而4G時(shí)代的來臨正在改變這一局面。

高無線頻段對(duì)覆蓋的影響。隨著2013年年底我國(guó)TD-LTE牌照的發(fā)放，三家運(yùn)營(yíng)商所獲得的頻段也塵埃落定。4G網(wǎng)絡(luò)指配了2.3GHz、2.6GHz等高無線頻段，在相同情況下，高無線傳輸損耗將使宏基站的信號(hào)覆蓋范圍縮小。同時(shí)，由于高頻段信號(hào)穿透損耗較高，使室內(nèi)信號(hào)覆蓋難度增大。有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，4G無線信號(hào)如需向室內(nèi)滲透2米以上，則該區(qū)域的室外宏基站數(shù)需相應(yīng)增加60%以上。

而建筑物室內(nèi)已被證明是移動(dòng)通信的主要業(yè)務(wù)使用區(qū)域。根據(jù)日本NTT DoCoMo公司的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，室內(nèi)使用的3G業(yè)務(wù)量占全網(wǎng)70%左右。并且，隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展以及用戶對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的依賴逐步提升，預(yù)計(jì)近30%的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)將發(fā)生在家庭區(qū)域，35%的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)發(fā)生在公司、餐館等室內(nèi)環(huán)境。因而，隨著室內(nèi)等區(qū)域范圍的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)量不斷上升，宏基站將無法滿足網(wǎng)絡(luò)覆蓋的需求。依靠建設(shè)小基站實(shí)現(xiàn)全區(qū)域覆蓋已成為運(yùn)營(yíng)商部署室內(nèi)區(qū)域信號(hào)覆蓋的主要方案。

宏基站選址、建設(shè)日趨困難。大中城市中，普遍存在宏基站選址難、建站難等問題。不僅因?yàn)槊芗菂^(qū)可供選擇的站址資源越來越少，而且宏基站施工難度大、施工期長(zhǎng)且投入較高，無法滿足低成本和快速建網(wǎng)的要求。而小基站體積小、重量輕、易部署，大大降低了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的各項(xiàng)成本和難度。同時(shí)，小基站的耗電量較宏基站大幅減少.有利于運(yùn)營(yíng)商實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排的目標(biāo)。

數(shù)據(jù)洪流的壓力。目前，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的激增，移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)飛速增長(zhǎng)形成的數(shù)據(jù)洪流已成為全球運(yùn)營(yíng)商面臨的巨大挑戰(zhàn)。據(jù)愛立信發(fā)布的流量和市場(chǎng)數(shù)據(jù)報(bào)告顯示，全球移動(dòng)數(shù)據(jù)流量將以50%的復(fù)合年增長(zhǎng)率遞增，至2018年年底，數(shù)據(jù)流量將增加約12倍。

在日益增長(zhǎng)的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)下，建設(shè)多個(gè)小基站可有效滿足業(yè)務(wù)密集區(qū)域的大流量需求，擴(kuò)充區(qū)域網(wǎng)絡(luò)容量。同時(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)等方法，在解決干擾的情況下，可采用宏基站與多個(gè)小基站同區(qū)域覆蓋的方案，使承載的業(yè)務(wù)量成倍增長(zhǎng)。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在業(yè)務(wù)繁忙區(qū)域使用小基站分流的網(wǎng)絡(luò)流量甚至高達(dá)80%。因此，通過大量部署小基站，能有效提升高話務(wù)量地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)容量，滿足用戶需求。

因此，鑒于小基站在深度覆蓋以及快速部署上的諸多優(yōu)勢(shì)，使其成為運(yùn)營(yíng)商實(shí)現(xiàn)熱點(diǎn)覆蓋、應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)洪流的重要手段。小基站已在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中開始扮演不可或缺的角色。

融合發(fā)展：小基站聯(lián)手WLAN

長(zhǎng)期以來，蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的基站部署與WLAN（無線局域網(wǎng)）的熱點(diǎn)無線接入一直相對(duì)獨(dú)立、各自發(fā)展。由于WLAN也主要應(yīng)用于熱點(diǎn)和室內(nèi)覆蓋，所以其與小基站之間有一種天然的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。

隨著3G和4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，這兩種無線方式正在不斷融合、交叉?；贚TE移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的小基站和基于802.11x協(xié)議的WLAN AP設(shè)備各有特點(diǎn)和定位，適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景和區(qū)域。柑較而言，小基站部署靈活，具有更高的安全性和電信級(jí)服務(wù)保障。WLAN具有固網(wǎng)寬帶的優(yōu)勢(shì)，但離不開固網(wǎng)傳輸資源。業(yè)界普遍認(rèn)為，小基站和WLAN之間的融合發(fā)展最具有長(zhǎng)遠(yuǎn)意義。隨著移動(dòng)智能終端內(nèi)置WLAN模塊越來越普及，在未來一段時(shí)間內(nèi)，這兩種技術(shù)將以混合組網(wǎng)的模式和諧發(fā)展，為用戶帶來最佳的移動(dòng)寬帶體驗(yàn)。同時(shí)，在LTE的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容中也充分考慮了與3GPP或是非3GPP網(wǎng)絡(luò)制式及相應(yīng)協(xié)議的兼容性，這將進(jìn)一步促進(jìn)小基站與WLAN之間的融合、互補(bǔ)發(fā)展。

未來趨勢(shì)：市場(chǎng)前景看好

從目前應(yīng)用來看，小基站主要適用以下三種場(chǎng)景：一是在宏基站覆蓋區(qū)域中使用，主要用于擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)邊緣的覆蓋而、提升網(wǎng)絡(luò)速率。這類小基站一般部署在城市的熱點(diǎn)區(qū)域。二是在宏基站覆蓋區(qū)域之外使用，對(duì)宏基站無法觸及的盲區(qū)進(jìn)行補(bǔ)充，如一些郊區(qū)范圍內(nèi)的熱點(diǎn)區(qū)域。三是存室內(nèi)環(huán)境下使用，主要用于辦公場(chǎng)所和家庭等室內(nèi)環(huán)境。

根據(jù)Small Cell論壇統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，超過98%的運(yùn)營(yíng)商表示小基站對(duì)于蜂窩移動(dòng)網(wǎng)的部署起到了至關(guān)重要的作用。目前，全球主流運(yùn)營(yíng)商都在積極部署小基站，沃達(dá)豐、軟銀、SFR、Sprint等已部署了數(shù)十萬個(gè)小基站。AT&T表示，小基站在公共場(chǎng)所不僅能實(shí)現(xiàn)良好的覆蓋率，并可有效擴(kuò)充大城市中的網(wǎng)絡(luò)容量。市場(chǎng)研究公司Info rma存2013年發(fā)布的研究數(shù)據(jù)顯示，全球運(yùn)營(yíng)商部署的小基站數(shù)量已超過了宏基站數(shù)量。按此趨勢(shì)發(fā)展，預(yù)計(jì)到2016年，全球小基站數(shù)景將從目前的1000多萬臺(tái)激增N9000多萬臺(tái)，增幅達(dá)8倍。屆時(shí)，小基站的市場(chǎng)規(guī)模將超220億美元。

因此，伴隨著4G時(shí)代的全面到來，小基站在全球蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的地位將趕超宏基站，其巨大的市場(chǎng)潛力正逐步顯現(xiàn)。全球主流運(yùn)營(yíng)商也加快了小基站技術(shù)的研究。英國(guó)電信宣布，將開始在農(nóng)村公共區(qū)域展開小基站的技術(shù)測(cè)試。而Vodafone則在有條不紊地推出面向用戶的家庭基站產(chǎn)品。與此同時(shí)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織3GPP也在同步開展關(guān)于小基站的標(biāo)準(zhǔn)制定工作。從R10開始研究和制定增強(qiáng)的干擾協(xié)調(diào)技術(shù)（eICIC）、協(xié)作多點(diǎn)傳輸技術(shù)（CoMP）、移動(dòng)性增強(qiáng)、網(wǎng)管等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。小基站相關(guān)技術(shù)是R12版本的最重要特征，其技術(shù)發(fā)展方向已獲得確認(rèn)。

總之，小基站在4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中發(fā)揮的作用及其發(fā)展前景已得到了業(yè)界普遍認(rèn)可。在大顯身手的同時(shí)，小基站如何實(shí)現(xiàn)與宏基站、WLAN的互相補(bǔ)充也成為運(yùn)營(yíng)商關(guān)注和研究的重點(diǎn)。未來，在TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃期間將采用多層級(jí)、混合組網(wǎng)的覆蓋模式，從而科學(xué)地進(jìn)行多類型基站部署。通過不同類型基站、技術(shù)的相互融合和協(xié)同工作，將為用戶提供高速、高質(zhì)、無縫的移動(dòng)通信網(wǎng)，真止推動(dòng)4G蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。