Small Cell力助LTE“補(bǔ)盲”和“吸熱”

Small Cell小基站的稱(chēng)謂是相對(duì)于傳統(tǒng)宏蜂窩基站即Macro Cell而言的。它們的劃分標(biāo)準(zhǔn)取決于典型覆蓋距離、站高和基站發(fā)射功率，以基站有效覆蓋范圍為主，業(yè)界對(duì)于二者的劃分界定并不十分統(tǒng)一。目前國(guó)內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尚未對(duì)小基站進(jìn)行定義，業(yè)界一般將其分為瓦級(jí)產(chǎn)品（1W～10W，典型為5W）和毫瓦級(jí)產(chǎn)品（100mW～500mW，典型為100mW）兩類(lèi)。

小基站按設(shè)備形態(tài)劃分一般分為一體化基站和小型RRU單元。其中一體化小基站設(shè)備含有基帶和射頻單元，具有基站主要功能，可直接連接核心網(wǎng)，而對(duì)于小型RRU設(shè)備，一般僅含有射頻單元，需與BBU相連實(shí)現(xiàn)基站功能，不能直接連接核心網(wǎng)。

小基站的主要應(yīng)用場(chǎng)景有兩種：一是在宏站弱覆蓋場(chǎng)景使用，主要用于覆蓋“補(bǔ)盲”；二是在擴(kuò)容場(chǎng)景使用，主要用于宏基站容量“吸熱”。對(duì)于這兩種場(chǎng)景，國(guó)內(nèi)外主流設(shè)備商均已推出成熟的小基站產(chǎn)品和解決方案。

　　表1

　　表2

Small Cell的覆蓋與容量能力

一般來(lái)說(shuō)，宏站通信符合Hata模型，信號(hào)強(qiáng)度主要和距離相關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)大面積面狀覆蓋，適合于作為主力覆蓋，是LTE網(wǎng)絡(luò)的骨骼。

小基站覆蓋受地形影響大，基本上屬于視距覆蓋，覆蓋面積小，適用于點(diǎn)狀或線(xiàn)狀場(chǎng)景，適合作為宏站覆蓋的補(bǔ)充或改善的手段。表1體現(xiàn)了在主流LTE頻段典型發(fā)射功率及站高設(shè)置下，宏基站與小基站的典型覆蓋能力數(shù)值。

小基站的覆蓋范圍不固定，覆蓋效果差異較大，因此較難確定準(zhǔn)確的典型容量。一般來(lái)說(shuō)，小基站一般覆蓋范圍較小，業(yè)務(wù)吸收能力弱于宏站，但同時(shí)小基站在其有效覆蓋范圍內(nèi)構(gòu)建的無(wú)線(xiàn)環(huán)境優(yōu)于宏站，因此一般其空口能力比宏站強(qiáng)。

而宏站覆蓋面積大，典型部署為正六邊形覆蓋。3GPP規(guī)定了典型宏站場(chǎng)景的NGMN case1/case3模型，可以用于宏站的容量估算。表2以瓦級(jí)小基站為例，區(qū)分峰值速率和用戶(hù)數(shù)，確定在LTE FDD 20M帶寬下小基站的容量能力。

當(dāng)然，LTE小基站的覆蓋和容量性能與RB的分配算法、調(diào)度模式和調(diào)制方法緊密相關(guān)，所以在實(shí)際中也是千變?nèi)f化的。本文只是以典型案例進(jìn)行介紹，對(duì)于其他不同情形還需進(jìn)一步分析。

綜上所述，LTE小基站的容量與覆蓋性能是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估的重要指標(biāo)，其中覆蓋性能決定了系統(tǒng)是否可以帶給用戶(hù)穩(wěn)定、可靠的業(yè)務(wù)感知，容量吸熱性能決定了對(duì)于網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)的話(huà)務(wù)吸收情況。

Small Cell的主要應(yīng)用場(chǎng)景

小基站主要應(yīng)用于弱覆蓋和擴(kuò)容場(chǎng)景。在弱覆蓋場(chǎng)景，小基站主要應(yīng)用于宏站成片小范圍的“盲弱”覆蓋區(qū)域，并應(yīng)兼顧區(qū)域內(nèi)的室內(nèi)覆蓋。這種補(bǔ)盲場(chǎng)景中產(chǎn)生的宏微干擾類(lèi)似宏站間的干擾。

用于覆蓋目標(biāo)的站點(diǎn)可以根據(jù)實(shí)際光纖資源情況采用小型RRU或者一體化系統(tǒng)，主體產(chǎn)品方案為小型RRU設(shè)備，輔以一體化小基站設(shè)備。

對(duì)于室外補(bǔ)盲場(chǎng)景可根據(jù)弱覆蓋區(qū)域大小及無(wú)線(xiàn)傳播環(huán)境等因素選擇1W～5W的小基站設(shè)備，如密集城區(qū)5W燈桿站的覆蓋區(qū)域?yàn)?00～200米。

在內(nèi)置天線(xiàn)滿(mǎn)足覆蓋要求的情況下，可采用內(nèi)置天線(xiàn)小基站，其余情況可采用支持外接天線(xiàn)的小基站，此時(shí)需根據(jù)無(wú)線(xiàn)環(huán)境合理選擇使用的天線(xiàn)類(lèi)型。

應(yīng)用小基站進(jìn)行室外補(bǔ)盲時(shí)，需注意控制室外小區(qū)的覆蓋范圍，通過(guò)控制站址高度、安裝位置、發(fā)射功率、天線(xiàn)波瓣圖等使室外站盡可能精確覆蓋目標(biāo)區(qū)域，盡量減少與周?chē)�宏站之間的干擾。

小基站可以使用光纖、PON等回傳技術(shù)。

在擴(kuò)容場(chǎng)景，小基站由于能在單位空間提供較高容量，適宜在宏站覆蓋范圍的話(huà)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行規(guī)模部署，在能獲得不同頻段資源的前提下盡量考慮宏微異頻組網(wǎng)。

用于實(shí)現(xiàn)容量目標(biāo)的站點(diǎn)需要滿(mǎn)足容量的需求，應(yīng)采用分布式結(jié)構(gòu)，主體產(chǎn)品方案采用小型RRU設(shè)備。

在容量吸收?qǐng)鼍耙话憧紤]應(yīng)用小區(qū)擴(kuò)展（CRE）、（F）eICIC等宏微協(xié)調(diào)及干擾控制技術(shù)保證小基站的吸熱效果，其中CRE技術(shù)主要用于在宏站覆蓋良好環(huán)境下擴(kuò)展小基站覆蓋范圍，以提高小基站的話(huà)務(wù)吸收能力；（F）eICIC技術(shù)主要用于CRE啟用后的宏微干擾協(xié)調(diào)。另外還有Comp（多點(diǎn)協(xié)作技術(shù)）也是擴(kuò)容場(chǎng)景中干擾協(xié)調(diào)的關(guān)鍵技術(shù)，各無(wú)線(xiàn)設(shè)備廠家計(jì)劃在2015年陸續(xù)支持相關(guān)技術(shù)，需在后期進(jìn)一步跟蹤和驗(yàn)證。

Small Cell全球化商用部署加速

國(guó)內(nèi)外主流設(shè)備商均已推出成熟的小基站產(chǎn)品和解決方案，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2014年年底，LTE的小基站設(shè)備已在全球超過(guò)100個(gè)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)部署，韓國(guó)LGU+、美國(guó)Verizon公司、日本軟銀公司、新加坡singtel等均已成功商用部署小基站，建設(shè)規(guī)模在數(shù)百個(gè)不等。

韓國(guó)LGU+為解決室外弱覆蓋問(wèn)題，應(yīng)用一體化小基站，主要場(chǎng)景是室外補(bǔ)點(diǎn)，安裝位置主要在路燈桿上。

美國(guó)Verizon公司部署微RRU/一體化小基站用于吸收熱點(diǎn)話(huà)務(wù)，改善用戶(hù)體驗(yàn)。美國(guó)Verizon公司是較早推出LTE業(yè)務(wù)的領(lǐng)先運(yùn)營(yíng)商，快速的網(wǎng)絡(luò)部署和積極的市場(chǎng)策略，使得用戶(hù)與業(yè)務(wù)快速增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷增高，以至于大城市的熱點(diǎn)區(qū)域用戶(hù)體驗(yàn)受到負(fù)面影響。針對(duì)這種情況，該運(yùn)營(yíng)商在積極應(yīng)用新的頻段的同時(shí)，也開(kāi)始部署小基站，與宏蜂窩一起吸收話(huà)務(wù)流量。

日本軟銀公司部署微RRU分流宏蜂窩話(huà)務(wù)。日本東京以高人口密度和高話(huà)務(wù)密度著稱(chēng)，尤其在日本的地鐵站附近更是突出，單一的宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能滿(mǎn)足如此高的話(huà)務(wù)需求。2013年開(kāi)始，日本軟銀公司探索如何利用小基站進(jìn)行宏蜂窩的負(fù)荷分擔(dān)。目前已經(jīng)在該運(yùn)營(yíng)商的多個(gè)地鐵站點(diǎn)部署了微RRU, 典型站點(diǎn)的天線(xiàn)高度為5～10m,輸出功率為2×5W。

新加坡singtel部署小基站以提升室內(nèi)局部容量。2013年新加坡singtel公司建設(shè)小基站以快速增加室內(nèi)局部的容量。因?yàn)樾』�站設(shè)計(jì)靈巧，對(duì)站點(diǎn)要求低，能夠?qū)崿F(xiàn)快速部署和精準(zhǔn)擴(kuò)容。

作者：中國(guó)電信北京研究院 宋譜 來(lái)源：人民郵電報(bào)