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小型蜂窩網絡與 5G 的演進(第 1 部分)

王晾其 ? 來源:ws2165946 ? 作者:ws2165946 ? 2022-12-26 10:16 ? 次閱讀

本博客文章是小型蜂窩基站系列的第 1 部分。該系列共分為兩部分:第 1 部分介紹小型蜂窩的基礎知識及其如何適應 4G5G 的演進;第 2 部分介紹小型蜂窩市場的最新趨勢及其在設計方面所面臨的挑戰。

目前,無線基礎設施包括宏基站、城市蜂窩、室內外分布式天線系統 (DAS)、小型蜂窩等諸多組成部分,它們在同一個異構網絡(HetNet) 中協同工作(請參見下圖)。

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移動設備用戶正逐漸從使用較小的數據包信息(圖片、電子郵件、網頁瀏覽等)向需要更大數據包的媒介(例如,視頻、游戲和現場直播)轉變。這無論對于小型網絡還是大型網絡而言,都意味著需要提高塔間的數據交換與上行/下行 (UL/DL) 速度。小型蜂窩密集化提供了一種經濟高效的解決方案,為創造 5G 的未來奠定了基礎。

什么是小型蜂窩?

從根本上說,小型蜂窩是指一種將蜂窩站點拆分為更小單元的微型基站,從術語層面上涵蓋微微蜂窩、微蜂窩和 毫微微蜂窩,可以由室內外系統構成。宏基站只有一條通往網絡的管道,而小型蜂窩可將其拆分成多條管道。小型蜂窩的主要目標是提高宏蜂窩的邊緣數據容量、速度和整體網絡效率。

小型蜂窩在 2008 年被納入第 9 版 3GPP LTE 規范,并成為網絡密集化的一部分,換句話說就是為現有無線基礎設施增添了更多的基站連接。

深入了解
欲了解有關小型蜂窩的更多信息,請參閱以下內容:

HetNet/小型蜂窩 (3GPP)

5G Exposed!(Electronic Design,2017 年 4 月)

什么是網絡密集化?為什么 5G 需要它? (RCR Wireless,2016 年 11 月)

小型蜂窩通常應用在人群非常密集的市區場所,例如購物中心、體育場館、機場和火車站,這些地方基本上都會出現某一時間點有大量的人在使用數據的情況。目前,大多數的小型蜂窩基礎設施是面向室外應用部署。相比之下,室內的小型蜂窩系統不一定包含 Wi-Fi 或未許可 LTE 頻段 (LTE-U)/許可輔助訪問 (LAA),具體取決于服務提供商想要提供怎樣的功能支持。

可參見下圖大致了解從小型蜂窩到宏蜂窩各類基站的輸出功率、蜂窩半徑大小及其他特性。

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小型蜂窩如何適應 5G 演進?

簡單來說,5G 將提供更大的數據容量、更低的延遲以及更長的電池壽命。

5G 不會替代 4G;它僅僅是在 4G 的基礎之上適應更加多樣化的應用。4G 網絡(例如,小型蜂窩)將與 5G 網絡并駕齊驅,共同發展。(請參見下圖。)

5G NR(新型無線電)網絡預計至少要到 2020 年才能夠投入使用,這意味著 5G 移動設備也要等到那時才能夠面世。

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小型蜂窩之所以能夠助力 pre-5G/LTE-Advanced Pro (LTE-A Pro) 過渡,主要體現在以下幾點:

提供更大的數據容量

幫助服務提供商免去安裝或租用屋頂系統的高昂成本,從而降低總成本

有助于提升手機性能。當您的手機接近小型蜂窩基站時,將以更低的功率發射信號,有效降低手機功率輸出的同時也極大地延長了電池壽命。

目前展開的大量討論表明,真正意義上的 5G 將采用更高的頻率帶寬,例如 28 GHz 或 39 GHz。而對于這些毫米波 (mmWave) 頻率而言,信號無法穿透墻壁或建筑物,蜂窩的覆蓋半徑也不到 500 米,因此小型蜂窩再一次顯得至關重要。目前已存在適用于小型蜂窩的系統,而在未來的幾年里,可能還會有面向 5G 網絡的系統問世。

想要了解有關小型蜂窩的更多信息嗎?請關注我們下一期的博客文章,屆時將為大家介紹小型蜂窩的最新趨勢及設計技巧。

審核編輯黃昊宇

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