小基站在5G 網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

張志科，高海林

（廣州杰賽科技股份有限公司，新疆 烏魯木齊 830000）

目前，中國以及其他國家已開始試驗5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，希望2020年能夠在全世界范圍內(nèi)開始試用5G網(wǎng)絡(luò)。因為5G網(wǎng)絡(luò)具有較高的網(wǎng)絡(luò)頻段，中國試驗網(wǎng)主要用于3.5 GHz頻段、4.9 GHz頻段，目前相較于2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)，5G網(wǎng)絡(luò)的單站覆蓋能力存在一定差距，對于5G室內(nèi)覆蓋場景而言，以往的饋線分布系統(tǒng)存在一個比較顯著的問題，即頻段過高出現(xiàn)傳輸損耗，從而導(dǎo)致5G網(wǎng)絡(luò)不可以選擇以往的DAS系統(tǒng)來開展室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作。面對這一情況，相關(guān)人員選擇小基站，其在產(chǎn)品形態(tài)、發(fā)射功率、覆蓋范圍方面均存在得天獨厚的優(yōu)勢，將其應(yīng)用到5G網(wǎng)絡(luò)之中，可在5G室外熱點覆蓋與室內(nèi)覆蓋中呈現(xiàn)出極大的作用。

1 小基站簡述

小基站是一種從產(chǎn)品形態(tài)、發(fā)射功率、覆蓋范圍等方面，都比傳統(tǒng)宏站小得多的基站設(shè)備，其具備得天獨厚的優(yōu)勢，主要有較小的耗電量、較低的功率、較快的網(wǎng)速、容易維修、較廣的覆蓋范圍等。小基站的特征主要為：相較于以往大型發(fā)射塔等，小基站的外形更加美觀、占地面積更小，不用建于高空之中，只需在平地發(fā)射，且具備極快的頻率和較好的發(fā)射信號、極快的網(wǎng)速，無需較高的使用功率及較大的耗電量，立足于組網(wǎng)方式，能夠同各種網(wǎng)絡(luò)配置相匹配等。

小基站的分類具體有：①根據(jù)功率可劃分成宏基站、微基站、家庭基站，每一種基站有自己對應(yīng)的功能，針對偏遠地區(qū)，可選擇微基站方式，由于微基站具有簡單輕便、容易安裝的優(yōu)點；針對經(jīng)濟繁華的地區(qū)，可選擇功能更加強大的宏基站；對于家庭，則應(yīng)選擇家庭基站，因為其輕便便捷，易于安裝；宏基站適用于城市等繁華地區(qū)，因為其功能更強大；家庭基站適用于家庭。②根據(jù)設(shè)備形態(tài)可劃分成一體化基站與分布式基站，前者具體包括基帶處理單元、射頻處理單元、天饋系統(tǒng)，其屬于一個完整的系統(tǒng)，可自主完成自己承擔(dān)的工作；后一類主要指小型RRU，只有與BBU相連接，才可以正式使用，相較于前者，后者存在較大的局限性[1]。

2 小基站在5G網(wǎng)絡(luò)中的具體應(yīng)用

2.1 小基站為5G超密組網(wǎng)具體方式

對于5G超密集組網(wǎng)有關(guān)技術(shù)而言，小基站作為一種主要的方式，這種方式在站點安裝過程中對安裝環(huán)境的要求不高，所以在今后的UDN組網(wǎng)中，可大量選擇路燈桿、監(jiān)控桿、掛墻等安裝手段，通過將小基站部署進度進行有效提升，即可符合5G UDN組網(wǎng)的需求。小基站能夠?qū)?G室內(nèi)覆蓋中存在的問題進行有效處理。現(xiàn)如今，中國4G大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)建設(shè)即將結(jié)束，已逐漸開展5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作，同2G網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò)及4G網(wǎng)絡(luò)存在一些共同之處，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要業(yè)務(wù)是在室內(nèi)進行，所以在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，相關(guān)人員需對怎樣滿足室內(nèi)用戶的接入需求進行充分考量，同時還需高度注重精細(xì)化管理運營。

在人們向5G網(wǎng)絡(luò)時代邁進的過程中，以往的室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋DAS系統(tǒng)遇到了極大的困難，難以滿足現(xiàn)今業(yè)務(wù)發(fā)展與用戶體驗需求。所以，要想實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋的數(shù)字化，相關(guān)部門必須注重小基站的充分應(yīng)用，當(dāng)前已有的DAS系統(tǒng)的無源器件的頻段所支持的頻率，最高僅為2.7 GHz，但是現(xiàn)今已分配的5G頻段最低是3.5 GHz，所以5G系統(tǒng)難以同當(dāng)前的室內(nèi)分布系統(tǒng)進行合路，必須重新建設(shè)。同時，饋線中無線信號的傳播，當(dāng)頻段增高時，則傳播損耗會增大，針對3.5 GHz頻段而言，在17.78/20.31 cm的饋線中，每100 m的傳播損耗會高于7 dB，面對這么高的饋線損耗，5G室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)已無法選用以往的DAS方案。

針對以上問題，可選擇以下兩種方案加以有效解決：①新建光纖分布系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠符合5G的高工作頻段的需要，但是在網(wǎng)管性能方面，該系統(tǒng)遠遠低于主設(shè)備廠家，且有源設(shè)備長時間工作的安全性和穩(wěn)定性仍然有待考察；②選擇分布式小基站，這一設(shè)備已在4 G網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)分布系統(tǒng)得以廣泛應(yīng)用，通過現(xiàn)網(wǎng)驗證可知這一設(shè)備在長期使用過程中具有良好的網(wǎng)絡(luò)性與可靠性，所以，在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中小基站將發(fā)揮極大的作用，并成為5G網(wǎng)絡(luò)的主流建設(shè)方式[2]。

2.2 小基站解決5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中存在的問題

5G中的頻譜資源主要包括：①高頻資源。這一頻譜資源具體對應(yīng)到熱點高容量，其能夠分配更多的帶寬，針對宏基站，該頻譜資源覆蓋范圍比較小，需要花費大量的人力、物力及財力，同時宏基站的部署存在較大的難度，對于站址資源的獲取十分困難，所以在5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中，高頻段資源不能夠選擇宏基站，應(yīng)選擇微蜂窩，將小基站當(dāng)作基本單位，進行超密集組網(wǎng)，即小基站的密集部署。②中、低頻資源。這一頻譜資源具體對應(yīng)到覆蓋范圍比較廣、低時延高可靠等，選擇宏基站作為主要載體。同時，由于小基站具有較小的功率，在同樣的頻干擾信號之間的距離壓得比較低，這樣就能夠?qū)挝豢臻g內(nèi)的頻段密度進行有效提升，加上其體積比較小，有利于相關(guān)人員進行便捷快速的部署。

對于宏基站中存在的難題，可借助小基站來加以有效解決，小基站體積比較小，可靈活部署，宏基站的站址不會對小基站產(chǎn)生限制，其能夠在人群建筑比較密集的區(qū)域進行建設(shè)，也可對宏基站信號較弱的覆蓋地區(qū)和覆蓋盲點加以針對性補充，從而確保信號具有較高的質(zhì)量；針對熱點地區(qū)，小基站能夠在其范圍內(nèi)進行頻率復(fù)用，從而將容量進行提升，有利于宏基站更好的分流[3]。

4G和5G的室內(nèi)覆蓋技術(shù)具體指傳統(tǒng)DAS（室內(nèi)分布系統(tǒng)）與小基站系統(tǒng)，前者的構(gòu)成部分包括BBU、RRU、合路器、功分器、小天線。基帶信號由BBU發(fā)出，借助光纖傳輸至RRU，把基帶光信號變化為射頻信號，然后將轉(zhuǎn)化后的信號進行放大，傳送出去，借助合路器來集成各個頻段的信號，最后借助功分器來向室內(nèi)各個方位的小天線傳送信號，這一系統(tǒng)的主要問題有：施工難度比較大；無源器件多，存在較多的故障點，難以科學(xué)合理地監(jiān)控；網(wǎng)絡(luò)演進能力比較差；室內(nèi)系統(tǒng)和室外系統(tǒng)無法統(tǒng)一。

目前，相較于室內(nèi)分布系統(tǒng)，小基站系統(tǒng)具備更加顯著的優(yōu)勢，結(jié)合華為LampSite系統(tǒng)來分析小基站系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括BBU、rHub、pRRU，主要優(yōu)點在于：①結(jié)構(gòu)簡單，施工簡單便捷，與以往的室分系統(tǒng)相比，器件數(shù)量減少了4/5，施工周期縮短2/3；②整個系統(tǒng)無任何監(jiān)控盲區(qū)，有利于相關(guān)人員全面掌握所有設(shè)備的工作情況；③擴容便捷，小區(qū)能夠?qū)崿F(xiàn)遠程分裂[4]；④支持網(wǎng)絡(luò)演進，pRRU中可滿足2G/3G/4G通信制式，也能夠集成Wi-Fi，滿足網(wǎng)絡(luò)演進，只需部署一次，之后就可以一直享受其所帶來的效益；⑤室外系統(tǒng)和室內(nèi)系統(tǒng)可實現(xiàn)協(xié)同自動化。立足于應(yīng)用效果，如北京首都機場，中國聯(lián)通選擇華為的LampSite加以改造，借助小基站來部署后，室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)測試峰值速率將高于140 Mbit/s，這一數(shù)值已經(jīng)超過了理論最高值，平均速率為100 Mbit/s，且性能遠遠高于室內(nèi)分布系統(tǒng)，而在布設(shè)周期上也較短。通過分析可以得知：相較于室內(nèi)分布系統(tǒng)，小基站的優(yōu)勢更加顯著，更加滿足網(wǎng)絡(luò)演進的發(fā)展趨勢[5]。

3 5G網(wǎng)絡(luò)中小基站的應(yīng)用趨勢

未來，5G網(wǎng)絡(luò)和小基站技術(shù)需求必然會越來越大，伴隨著智能手機的普及和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速進步，受眾對網(wǎng)速要求更高。所以人們都期待著5G時代的帶來，能夠在更快的網(wǎng)速中使用智能設(shè)備。同時基站的總體發(fā)展趨勢為：成本大大降低，網(wǎng)速大大增快，作用得以豐富，功能愈加強大，安裝更加便捷，技術(shù)更加先進，使用愈加頻繁，技術(shù)更加成熟，且越來越智能化、科技化。

通過基站建設(shè)，可以在極大程度上節(jié)省空間和時間，減少人力、財力及物力的投入，安裝便捷，維修方便，最為重要的是可以提高網(wǎng)速，為人們帶來更加流暢的網(wǎng)絡(luò)體驗，所以在未來需要大力推廣小基站技術(shù)[6]。

4 結(jié)語

總而言之，為向人們提供更加流暢的網(wǎng)絡(luò)體驗，需要在5G網(wǎng)絡(luò)中積極應(yīng)用小基站技術(shù)，這樣能夠?qū)σ酝?G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中存在的困難進行有效解決，極大程度上節(jié)省空間和時間，減少人力、財力及物力的投入，讓安裝更加便捷，維修更加方便，并大大提升上網(wǎng)的速度。