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【技術分享】詳解5G時代的宏基站與小基站

2019-05-17

  基站的簡介:基站是公用移動通信無線電的臺站,。目前,,在5G時代,“宏基站為主,,小基站為輔”的組網(wǎng)方式是未來網(wǎng)絡覆蓋提升的主要途徑,。主要是5G時期采用3.5G及以上的頻段,,在室外場景下覆蓋范圍減小,加上由于宏基站布設成本較高,,因此,,需要小基站配合組網(wǎng)。根據(jù)3GPP 制定的規(guī)則,,無線基站可按照功能可劃分為四大類,,分別為宏基站、微基站,、皮基站和飛基站,。

  宏基站和小基站的主要區(qū)別:從設備劃分方面,移動通信基站主要分為一體化基站和分布式基站,。一體化基站分為基帶處理單元(BBU),、射頻處理單元(RRU)和天饋系統(tǒng)包括三部分,而分布式基站是指小型RRU,,需要連接BBU 才能正常使用,。從體積劃分方面,宏基站和小基站的區(qū)別在于,,小微基站設備統(tǒng)一在一個柜子加天線即可實現(xiàn)部署,體積較小,。宏基站需要單獨的機房和鐵塔,,設備、電源柜,、傳輸柜,、和空調(diào)等分開部署,體積較大,。小基站的優(yōu)點方面:目前小基站成為宏基站的有效補充,,主要是小基站信號發(fā)射覆蓋半徑較小,適合小范圍精確覆蓋,,而且部署較容易(高移動性和高速的無線接入) ,、靈活(不容易受障礙物的遮擋,提升信號覆蓋效率,,提升宏基站信號的有效延伸),、和可根據(jù)不同的應用場景(購物中心、地鐵,、機場,、隧道內(nèi)等),作出相應的小基站設備和網(wǎng)絡建設模式,,以提升信號需求,。

  小基站的簡介:小基站主要專注熱點區(qū)域的容量吸收和弱覆蓋區(qū)的信號增強,,信號覆蓋范圍從十幾米到幾百米。在3G時代已開始應用,,以家庭基站作為3G網(wǎng)絡室內(nèi)覆蓋和業(yè)務分流的重要方案,。在2G時代,由于宏基站覆蓋范圍較廣,,室內(nèi)主要采用室分系統(tǒng)為主,,小基站應用場景相對有限。在3G時代,,由于仍然以采取宏基站覆蓋為主,,加上3G時代過度至4G時代迅速,所以小基站應用不廣泛,。在4G時代,,業(yè)務以移動業(yè)務和數(shù)據(jù)為主,并在解決接入速率和吞吐量等技術大幅提升,,因此小基站發(fā)展也有限,。但仍然解決不了從4G時代過度到5G時代的需求,包括:1) 未能滿足巨大的設備連接數(shù)密度,、毫秒級的端到端時延等技術和服務需求,。2) 由于5G頻段的上移,也使網(wǎng)絡覆蓋能力的下降,。3) 目前80%的數(shù)據(jù)流程量來自室內(nèi)的熱點區(qū),,包括辦公場地、商場,、廣場和公交地鐵等場景,。如營運傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)(如DAS)進行室內(nèi)覆蓋,則成本太高,。在5G時代,,“宏基站為主,小基站為輔”的組網(wǎng)方式有效補充(解決)4G網(wǎng)絡覆蓋的問題,,如超高流量密度,、超高數(shù)據(jù)連接密度和廣覆蓋等場景。值得一提的是,,2016年全球小型基站設備出貨量為170萬站,,同比增長43%;市場規(guī)模達15億美元,,同比增長15%,。

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  圖表1:5G 時代基站類型       圖表2: 5G 時代室分建設需要解決的問題

  取替DAS,小基站在5G時代成為主要室內(nèi)覆蓋系統(tǒng):在4G時代前期,,運營商在室外場景主要以宏基站建設為主,,在室內(nèi)場景主要以傳統(tǒng)室分系統(tǒng)(DAS),。在4G時代后期,由于DAS維護難度加大,,以及難以支持未來5G時代的新規(guī)格,,包括:I) 難以支持5G時代的3.5GHz及以上的高頻或Massive MIMO的要求;II) 宏基站建設成本更高 (基站設計和選址難度增加) ,; III) 由于傳統(tǒng)DAS采用無源器件,,無法獲得5G時代的實時設備數(shù)據(jù),因而小基站開始作覆蓋補充,。在5G時代,,由于每個5G宏基站信號覆蓋范

  圍更小 (主要是5G 載波頻率大幅提升),但5G 新業(yè)務(應用)對室內(nèi)覆蓋體驗提出更高要求(主要是熱點區(qū)域容量成千倍提升),。根據(jù)2017年華為X Labs發(fā)布的5G 十大應用場景白皮書,,主要為云VR/AR、車聯(lián)網(wǎng),、智能制造,、智能能源、無線醫(yī)療,、無線家庭娛樂,、聯(lián)網(wǎng)無人機、社交網(wǎng)絡,、個人AI 助手和智慧城市,。小基站方面,由于小基站具有結構簡單,、部署和擴容方便;其產(chǎn)業(yè)鏈成熟有助降低部署成本,,因此小基站在4G時代后期已開始代替DAS在室內(nèi)應用,,并在5G時代成為網(wǎng)絡建設中的重要設備

  (主要是施工簡單和成本大幅降低),因而獲得更廣泛應用,。宏基站和小基站通過UDN配合得更佳:由于5G需要選取更多的頻譜資源以及滿足更大的流量增長,,以及需要針對廣覆蓋、熱點高容量,、低時延高可靠和大規(guī)模MTC 等業(yè)務網(wǎng)絡場景需求,。超密集組網(wǎng)(UDN,Ultra-Dense Network)是建基于微基站相關的技術路徑,。UDN用于新增宏基站建設增加單位面積內(nèi)微基站密度是解決熱點地區(qū)移動數(shù)據(jù)流程量快速增長的重要選擇方案,。超密集組網(wǎng)下宏基站和小基站配合更加緊密。值得一提的是,,在4G時代,,小基站建設常常滯后于宏基站,,主要是4G建網(wǎng)初期,網(wǎng)絡建設將仍以宏基站為主,,而室外小基站則以后期補充覆蓋為主,,而數(shù)字化小基站則以補充室內(nèi)流量熱點區(qū)域的覆蓋為主。但由于5G頻段的上移,,以及室內(nèi)覆蓋的不足等問題在建設初期已明顯,,5G 小基站有望與宏基站實現(xiàn)同期部署,我們預計2020年,,小基站市場將有較快的成長空間,。

  小基站市場規(guī)模有望突破千億元:根據(jù)SCF 預測,2015年至2025年小基站建置數(shù)量

  復合成長率為36%至7,000萬站,。保守假設未來5年,,小基站建設數(shù)量為1,000萬站,

  每座小基站單價約1萬元,,則5G小基站市場規(guī)模有望超過1,000億元市值,。


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