5G小基站迎來大需求商用部署面臨三大挑戰(zhàn)

王東

4G時代，移動互聯(lián)網(wǎng)的繁榮促使網(wǎng)絡(luò)容量需求不斷增加，80%網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)發(fā)生在室內(nèi)場景。進入5G時代，部署頻段更高，室內(nèi)基站承載的業(yè)務(wù)比例隨之增大。除公網(wǎng)外，5G還將承載各類垂直行業(yè)的室內(nèi)業(yè)務(wù)，改變各行各業(yè)的生產(chǎn)方式。小基站方案直接影響到5G室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量及應(yīng)用模式，是解決室內(nèi)覆蓋的重要技術(shù)手段。5G小基站產(chǎn)業(yè)的成熟也成為運營商迫切關(guān)注的熱點問題。

5G網(wǎng)絡(luò)

對小基站需求明確

5G小基站可從技術(shù)源頭克服傳統(tǒng)室分弱點，同時大幅提高網(wǎng)絡(luò)容量，提升網(wǎng)絡(luò)運維效率。

近年來公網(wǎng)及垂直行業(yè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不斷發(fā)展，截至2020年初，國內(nèi)運營商手機上網(wǎng)DOU已接近7GB，2019年12月單月5G用戶DOU更是接近17GB。絕大多數(shù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)生于室內(nèi)，所以室內(nèi)場景的覆蓋方案也越來越受重視。

4G時代，室內(nèi)覆蓋方案的主要解決手段是室外打室內(nèi)（室外基站信號打入室內(nèi)）和傳統(tǒng)的DAS分布系統(tǒng)。進入5G時代，運營商的主力覆蓋頻段由1.8GHz～2.3GHz提升至2.6GHz～4.9GHz，導(dǎo)致傳統(tǒng)方案存在諸多建設(shè)上的困難：

首先，室外打室內(nèi)的穿損增大約6～10dB，導(dǎo)致室外打室內(nèi)覆蓋能力大幅降低;其次，無源器件和饋線的頻響性能無法滿足2.7G以上系統(tǒng)建設(shè)要求，即3.5G及4.9GHz無法采用DAS室分系統(tǒng)方案;最后，對于2.6GHz，現(xiàn)網(wǎng)4G已部署的傳統(tǒng)DAS超過90%為單路室分，為支持MIMO特性需進行改造，施工有一定難度，還存在新老支路一致性問題。

5G小基站可從技術(shù)源頭克服上述傳統(tǒng)室分的建設(shè)問題，且具有光纖部署施工難度小、擴容靈活、支持可視化運維等優(yōu)點，同時可大幅提高網(wǎng)絡(luò)容量，提升網(wǎng)絡(luò)運維效率。

此外，行業(yè)網(wǎng)需求對于5G的發(fā)展至關(guān)重要，在工廠、港口、能源等多領(lǐng)域?qū)?G技術(shù)都提出了應(yīng)用需求，支撐疫情防控和企業(yè)復(fù)工復(fù)產(chǎn)中，5G技術(shù)已經(jīng)在應(yīng)急、災(zāi)備防控等方面發(fā)揮了重要作用。

后疫情時代，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能檢疫機器人、在線教育等多種業(yè)務(wù)應(yīng)用對于行業(yè)網(wǎng)的速率、時延、可靠性等關(guān)鍵指標(biāo)，提出更高要求。

5G小基站支持靈活的幀結(jié)構(gòu)配置以滿足大上行及低時延業(yè)務(wù)需求，可通過小區(qū)分裂容量提升網(wǎng)絡(luò)總體容量，支持可視化運維提升監(jiān)控能力，同時具備DICT融合能力，可支持多業(yè)務(wù)多場景的融合，可滿足各行各業(yè)的多樣性、差異化、碎片化的需求，將在垂直行業(yè)室內(nèi)場景中得到廣泛的應(yīng)用。

5G小基站比4G小基站

要求更高

相對于4G，5G小站有更廣應(yīng)用場景、更高技術(shù)要求、更豐富功能，及更簡單的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

4G發(fā)展中后期，隨著室內(nèi)業(yè)務(wù)需求量的增加，運營商引入了有源室分，包含分布式皮基站、擴展型皮基站和一體化皮站，主要應(yīng)用于交通樞紐大型場館、醫(yī)院、酒店、營業(yè)廳、咖啡廳等中高價值場景?？傮w上小基站產(chǎn)品類型已較為全面。

進入5G時代，小基站站型分類與4G類似?？紤]到高容量公網(wǎng)及大中型覆蓋行業(yè)網(wǎng)的分布式部署需求，目前5G有源室分站型以分布式和擴展型皮基站兩類為主。針對擴展型皮基站，相對于4G產(chǎn)品，5G小站有了更廣泛的應(yīng)用場景、更高的技術(shù)要求、更豐富的功能，及更簡單的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

5G小站應(yīng)用場景更廣泛。4G的小基站由于在通道數(shù)、小區(qū)能力、用戶容量等方面較弱，主要應(yīng)用于酒店、寫字樓等中低價值和小面積區(qū)域，解決信號覆蓋率低的問題，提升網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持能力。

相比于4G小站，5G擴皮小站面對更多場景規(guī)劃了2T2R/4T4R、5G單模/4G+5G雙模等多樣化產(chǎn)品，同時具備小區(qū)分裂能力，可逐漸由中低容量場景拓展至醫(yī)院、廠商等高容量場景。同時5G小站支持多業(yè)務(wù)融合及云化虛擬化等特點，隨著垂直行業(yè)需求的逐漸明確，具備部署簡單擴容靈活的小基站將成為行業(yè)網(wǎng)重要的解決方案。

5G小站技術(shù)要求更高。隨著產(chǎn)品類型的增加、性能的提升，適用場景的全面覆蓋，相比于4G，5G小站的站型更多，技術(shù)要求也同步提升。首先在基帶資源及射頻指標(biāo)方面，帶寬要求提升至100MHz、小區(qū)數(shù)由僅支持單小區(qū)擴展為支持最多8個小區(qū)、單小區(qū)用戶數(shù)要求升級為支持200個用戶;其次在設(shè)備功率方面，對射頻器件的要求更高，單通道功率要求達(dá)到400mW。

5G小站網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更簡單。5G小站整個系統(tǒng)基于三層架構(gòu)，包括BBU、RHub和pRRU，可通過運營商專用傳輸網(wǎng)直接接入核心網(wǎng)，且由BBU的小區(qū)為單位配置cellID，無需接人安全及匯聚網(wǎng)關(guān)。同時，5G小基站架構(gòu)設(shè)計初期就支持標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)管南向接口，可統(tǒng)一部署小基站智能網(wǎng)管，相對4G小站的架構(gòu)及網(wǎng)管的部署上相對簡單。

5G小基站功能更豐富。5G小基站采用開放、靈活的系統(tǒng)架構(gòu)，功能更加豐富。首先支持云化部署、虛擬化部署，可與輕量化MEC的集成，提供低時延、高可靠解決方案;其次5G小基站支持網(wǎng)絡(luò)能力開放，通過以太網(wǎng)與已有的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)擴展連接，由MEC實現(xiàn)5GNR傳輸數(shù)據(jù)與擴展物聯(lián)數(shù)據(jù)的融合與計算;此外，5G小站通過本地核心網(wǎng)實現(xiàn)無線接人網(wǎng)與核心網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)本地轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流量的本地卸載，保障數(shù)據(jù)安全。

5G小基站商用部署

面臨三個挑戰(zhàn)

目前5G小站在技術(shù)能力、成本、成熟度等多方面存在諸多問題及挑戰(zhàn)。

經(jīng)過4G時代的技術(shù)積累及應(yīng)用探索，5G小站的發(fā)展站在較高的起點上，行業(yè)投人較多。但5G網(wǎng)絡(luò)的速率、時延和可靠性要求相比4G大幅提升，公網(wǎng)及行業(yè)用戶的需求也在不斷攀升，面向商用部署，目前5G小站在技術(shù)能力、成本、成熟度等多方面仍存在諸多問題及挑戰(zhàn)。

一是部分產(chǎn)品成熟度有待提升。目前業(yè)內(nèi)小站廠商已普遍完成2TR100MHz的產(chǎn)品開發(fā)，但在小區(qū)數(shù)、功耗、用戶容量等功能性能方面尚有待提高，且在多模高帶寬方面的支持能力稍顯不足。同時為了提供更具競爭力的解決方案，小站在整體成本及功耗等方面仍需進一步優(yōu)化。

二是產(chǎn)業(yè)上下游發(fā)展不均衡。與公網(wǎng)及行業(yè)對數(shù)字化室分產(chǎn)品的需求相對的是，當(dāng)前小基站產(chǎn)業(yè)鏈整體上呈現(xiàn)出“中間厚、兩邊薄”的橄欖球型特點，產(chǎn)業(yè)資源大多集中在中游的系統(tǒng)和設(shè)備集成環(huán)節(jié)，產(chǎn)業(yè)鏈上游的芯片產(chǎn)業(yè)投人稍顯不足，方案相對較單一，目前以服務(wù)器匹配加速卡方案為主，ARM和sOC方案正在逐步完善中，成熟度有待提升;軟件及下游的落地服務(wù)作為運營的一個重要環(huán)節(jié)，涉及到客戶的交付、創(chuàng)新應(yīng)用和商業(yè)模式的探索，對于室內(nèi)覆蓋尤為重要，目前還需加大投入、補齊短板，以達(dá)到均衡發(fā)展，做強產(chǎn)業(yè)鏈的目標(biāo)。

三是需重視部署問題。相較已規(guī)模部署的傳統(tǒng)DAS，4G擴皮小基站引人較晚，建網(wǎng)成本較高開通流程復(fù)雜。加之部分小站廠家交付落地及運維能力參差不齊，導(dǎo)致擴展型皮站在4G時期的規(guī)模應(yīng)用有限。

針對部署中存在的問題，建議5G小站重視部署問題：第一，加強現(xiàn)網(wǎng)集成能力，與其它網(wǎng)元充分對接，以增強落地部署交付能力;第二，重視產(chǎn)品量產(chǎn)及售后能力提升，建立完善的服務(wù)體系，提升運維服務(wù)能力;第三，面向規(guī)模部署時存在的室內(nèi)外同頻干擾等突出問題，研究優(yōu)化方案，提升整體組網(wǎng)性能。

5G是數(shù)字經(jīng)濟時代重要的基礎(chǔ)設(shè)施，是我國新基建之首，公網(wǎng)及行業(yè)應(yīng)用的多樣性需求促使5G解決方案不斷豐富。5G小基站部署靈活、容量較高維護高效，且可支.持多種行業(yè)及不同場景的建設(shè)需求。在后續(xù)的發(fā)展過程中，應(yīng)進一步提高產(chǎn)品成熟度，開拓創(chuàng)新，提升網(wǎng)絡(luò)性能降低建設(shè)成本、重視部署運維問題，在提供最佳解決方案的同時體現(xiàn)最優(yōu)性價比，并充分均衡上下游產(chǎn)業(yè)鏈，面向落地商用打造更加堅實的基礎(chǔ)，與運營商及產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈實現(xiàn)價值共贏。