Small Cell力助LTE“补盲”和“吸热”

6/2/2015，Small Cell小基站的称谓是相对于传统宏蜂窝基站即Macro Cell而言的。它们的划分标准取决于典型覆盖距离、站高和基站发射功率，以基站有效覆盖范围为主，业界对于二者的划分界定并不十分统一。目前国内行业标准尚未对小基站进行定义，业界一般将其分为瓦级产品（1W～10W，典型为5W）和毫瓦级产品（100mW～500mW，典型为100mW）两类。
   
    小基站按设备形态划分一般分为一体化基站和小型RRU单元。其中一体化小基站设备含有基带和射频单元，具有基站主要功能，可直接连接核心网，而对于小型RRU设备，一般仅含有射频单元，需与BBU相连实现基站功能，不能直接连接核心网。

    小基站的主要应用场景有两种：一是在宏站弱覆盖场景使用，主要用于覆盖“补盲”；二是在扩容场景使用，主要用于宏基站容量“吸热”。对于这两种场景，国内外主流设备商均已推出成熟的小基站产品和解决方案。



　　表1



　　表2

Small Cell的覆盖与容量能力

    一般来说，宏站通信符合Hata模型，信号强度主要和距离相关，能够实现大面积面状覆盖，适合于作为主力覆盖，是LTE网络的骨骼。

    小基站覆盖受地形影响大，基本上属于视距覆盖，覆盖面积小，适用于点状或线状场景，适合作为宏站覆盖的补充或改善的手段。表1体现了在主流LTE频段典型发射功率及站高设置下，宏基站与小基站的典型覆盖能力数值。

    小基站的覆盖范围不固定，覆盖效果差异较大，因此较难确定准确的典型容量。一般来说，小基站一般覆盖范围较小，业务吸收能力弱于宏站，但同时小基站在其有效覆盖范围内构建的无线环境优于宏站，因此一般其空口能力比宏站强。

    而宏站覆盖面积大，典型部署为正六边形覆盖。3GPP规定了典型宏站场景的NGMN case1/case3模型，可以用于宏站的容量估算。表2以瓦级小基站为例，区分峰值速率和用户数，确定在LTE FDD 20M带宽下小基站的容量能力。

   当然，LTE小基站的覆盖和容量性能与RB的分配算法、调度模式和调制方法紧密相关，所以在实际中也是千变万化的。本文只是以典型案例进行介绍，对于其他不同情形还需进一步分析。

    综上所述，LTE小基站的容量与覆盖性能是对系统进行评估的重要指标，其中覆盖性能决定了系统是否可以带给用户稳定、可靠的业务感知，容量吸热性能决定了对于网络热点的话务吸收情况。

Small Cell的主要应用场景

    小基站主要应用于弱覆盖和扩容场景。在弱覆盖场景，小基站主要应用于宏站成片小范围的“盲弱”覆盖区域，并应兼顾区域内的室内覆盖。这种补盲场景中产生的宏微干扰类似宏站间的干扰。

    用于覆盖目标的站点可以根据实际光纤资源情况采用小型RRU或者一体化系统，主体产品方案为小型RRU设备，辅以一体化小基站设备。

    对于室外补盲场景可根据弱覆盖区域大小及无线传播环境等因素选择1W～5W的小基站设备，如密集城区5W灯杆站的覆盖区域为100～200米。

    在内置天线满足覆盖要求的情况下，可采用内置天线小基站，其余情况可采用支持外接天线的小基站，此时需根据无线环境合理选择使用的天线类型。

    应用小基站进行室外补盲时，需注意控制室外小区的覆盖范围，通过控制站址高度、安装位置、发射功率、天线波瓣图等使室外站尽可能精确覆盖目标区域，尽量减少与周围宏站之间的干扰。

    小基站可以使用光纤、PON等回传技术。

    在扩容场景，小基站由于能在单位空间提供较高容量，适宜在宏站覆盖范围的话务热点区域内进行规模部署，在能获得不同频段资源的前提下尽量考虑宏微异频组网。

    用于实现容量目标的站点需要满足容量的需求，应采用分布式结构，主体产品方案采用小型RRU设备。

    在容量吸收场景一般考虑应用小区扩展（CRE）、（F）eICIC等宏微协调及干扰控制技术保证小基站的吸热效果，其中CRE技术主要用于在宏站覆盖良好环境下扩展小基站覆盖范围，以提高小基站的话务吸收能力；（F）eICIC技术主要用于CRE启用后的宏微干扰协调。另外还有Comp（多点协作技术）也是扩容场景中干扰协调的关键技术，各无线设备厂家计划在2015年陆续支持相关技术，需在后期进一步跟踪和验证。

Small Cell全球化商用部署加速

    国内外主流设备商均已推出成熟的小基站产品和解决方案，据不完全统计，截至2014年年底，LTE的小基站设备已在全球超过100个运营商的网络部署，韩国LGU+、美国Verizon公司、日本软银公司、新加坡singtel等均已成功商用部署小基站，建设规模在数百个不等。

    韩国LGU+为解决室外弱覆盖问题，应用一体化小基站，主要场景是室外补点，安装位置主要在路灯杆上。

    美国Verizon公司部署微RRU/一体化小基站用于吸收热点话务，改善用户体验。美国Verizon公司是较早推出LTE业务的领先运营商，快速的网络部署和积极的市场策略，使得用户与业务快速增长，网络负荷增高，以至于大城市的热点区域用户体验受到负面影响。针对这种情况，该运营商在积极应用新的频段的同时，也开始部署小基站，与宏蜂窝一起吸收话务流量。

    日本软银公司部署微RRU分流宏蜂窝话务。日本东京以高人口密度和高话务密度著称，尤其在日本的地铁站附近更是突出，单一的宏蜂窝网络已经不能满足如此高的话务需求。2013年开始，日本软银公司探索如何利用小基站进行宏蜂窝的负荷分担。目前已经在该运营商的多个地铁站点部署了微RRU, 典型站点的天线高度为5～10m,输出功率为2×5W。

    新加坡singtel部署小基站以提升室内局部容量。2013年新加坡singtel公司建设小基站以快速增加室内局部的容量。因为小基站设计灵巧，对站点要求低，能够实现快速部署和精准扩容。 
作者：中国电信北京研究院 宋谱   来源：人民邮电报