小型蜂窝网络如何适应 5G 的演进丨第 1 部分

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目前,无线基础设施包括宏基站、城市蜂窝、室内外分布式天线系统 (DAS)、小型蜂窝等诸多组成部分,它们在同一个异构网络 (HetNet) 中协同工作(请参见下图)。
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移动设备用户正逐渐从使用较小的数据包信息(图片、电子邮件、网页浏览等)向需要更大数据包的媒介(例如,视频、游戏和现场直播)转变。这无论对于小型网络还是大型网络而言,都意味着需要提高塔间的数据交换与上行/下行 (UL/DL) 速度。小型蜂窝密集化提供了一种经济高效的解决方案,为创造 5G 的未来奠定了基础。
 
什么是小型蜂窝?
 
从根本上说,小型蜂窝是指一种将蜂窝站点拆分为更小单元的微型基站,从术语层面上涵盖微微蜂窝、微蜂窝和毫微微蜂窝,可以由室内外系统构成。宏基站只有一条通往网络的管道,而小型蜂窝可将其拆分成多条管道。小型蜂窝的主要目标是提高宏蜂窝的边缘数据容量、速度和整体网络效率。
 
小型蜂窝在 2008 年被纳入第 9 版 3GPP LTE 规范,并成为网络密集化的一部分,换句话说就是为现有无线基础设施增添了更多的基站连接。
 
深入了解
 
欲了解有关小型蜂窝的更多信息,请参阅以下内容:
•HetNet/小型蜂窝 (3GPP) 
•5G Exposed!(Electronic Design,2017 年 4 月) 
•什么是网络密集化?为什么 5G 需要它?(RCR Wireless,2016 年 11 月) 
 
小型蜂窝通常应用在人群非常密集的市区场所,例如购物中心、体育场馆、机场和火车站,这些地方基本上都会出现某一时间点有大量的人在使用数据的情况。目前,大多数的小型蜂窝基础设施是面向室外应用部署。相比之下,室内的小型蜂窝系统不一定包含 Wi-Fi 或未许可 LTE 频段 (LTE-U)/许可辅助访问 (LAA),具体取决于服务提供商想要提供怎样的功能支持。
 
可参见下图大致了解从小型蜂窝到宏蜂窝各类基站的输出功率、蜂窝半径大小及其他特性。
 
小型蜂窝如何适应 5G 演进?
 
简单来说,5G 将提供更大的数据容量、更低的延迟以及更长的电池寿命。
 
•5G 不会替代 4G;它仅仅是在 4G 的基础之上适应更加多样化的应用。4G 网络(例如,小型蜂窝)将与 5G 网络并驾齐驱,共同发展。(请参见下图。)
 
•5G NR(新型无线电)网络预计至少要到 2020 年才能够投入使用,这意味着 5G 移动设备也要等到那时才能够面世。
 
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小型蜂窝之所以能够助力 pre-5G/LTE-Advanced Pro (LTE-A Pro) 过渡,主要体现在以下几点:
 
•提供更大的数据容量
 
•帮助服务提供商免去安装或租用屋顶系统的高昂成本,从而降低总成本
 
•有助于提升手机性能。当您的手机接近小型蜂窝基站时,将以更低的功率发射信号,有效降低手机功率输出的同时也极大地延长了电池寿命。
 
目前展开的大量讨论表明,真正意义上的 5G 将采用更高的频率带宽,例如 28 GHz 或 39 GHz。而对于这些毫米波 (mmWave) 频率而言,信号无法穿透墙壁或建筑物,蜂窝的覆盖半径也不到 500 米,因此小型蜂窝再一次显得至关重要。目前已存在适用于小型蜂窝的系统,而在未来的几年里,可能还会有面向 5G 网络的系统问世。
 
关于作者:
tuan
Tuan 已在Qorvo、TriQuint 和 WJ 累计工作了 19 余年,他带领着他的团队主要致力于面向无线基础设施以及国防/航天领域的高度差异化小信号解决方案。 
 
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