Small Cell小基站的稱謂是相對于傳統宏蜂窩基站即Macro Cell而言的。它們的劃分標準取決于典型覆蓋距離、站高和基站發射功率,以基站有效覆蓋范圍為主,業界對于二者的劃分界定并不十分統一。目前國內行業標準尚未對小基站進行定義,業界一般將其分為瓦級產品(1W~10W,典型為5W)和毫瓦級產品(100mW~500mW,典型為100mW)兩類。
小基站按設備形態劃分一般分為一體化基站和小型RRU單元。其中一體化小基站設備含有基帶和射頻單元,具有基站主要功能,可直接連接核心網,而對于小型RRU設備,一般僅含有射頻單元,需與BBU相連實現基站功能,不能直接連接核心網。
小基站的主要應用場景有兩種:一是在宏站弱覆蓋場景使用,主要用于覆蓋“補盲”;二是在擴容場景使用,主要用于宏基站容量“吸熱”。對于這兩種場景,國內外主流設備商均已推出成熟的小基站產品和解決方案。

表1

表2
Small Cell的覆蓋與容量能力
一般來說,宏站通信符合Hata模型,信號強度主要和距離相關,能夠實現大面積面狀覆蓋,適合于作為主力覆蓋,是LTE網絡的骨骼。
小基站覆蓋受地形影響大,基本上屬于視距覆蓋,覆蓋面積小,適用于點狀或線狀場景,適合作為宏站覆蓋的補充或改善的手段。表1體現了在主流LTE頻段典型發射功率及站高設置下,宏基站與小基站的典型覆蓋能力數值。
小基站的覆蓋范圍不固定,覆蓋效果差異較大,因此較難確定準確的典型容量。一般來說,小基站一般覆蓋范圍較小,業務吸收能力弱于宏站,但同時小基站在其有效覆蓋范圍內構建的無線環境優于宏站,因此一般其空口能力比宏站強。
而宏站覆蓋面積大,典型部署為正六邊形覆蓋。3GPP規定了典型宏站場景的NGMN case1/case3模型,可以用于宏站的容量估算。表2以瓦級小基站為例,區分峰值速率和用戶數,確定在LTE FDD 20M帶寬下小基站的容量能力。
當然,LTE小基站的覆蓋和容量性能與RB的分配算法、調度模式和調制方法緊密相關,所以在實際中也是千變萬化的。本文只是以典型案例進行介紹,對于其他不同情形還需進一步分析。
綜上所述,LTE小基站的容量與覆蓋性能是對系統進行評估的重要指標,其中覆蓋性能決定了系統是否可以帶給用戶穩定、可靠的業務感知,容量吸熱性能決定了對于網絡熱點的話務吸收情況。
Small Cell的主要應用場景
小基站主要應用于弱覆蓋和擴容場景。在弱覆蓋場景,小基站主要應用于宏站成片小范圍的“盲弱”覆蓋區域,并應兼顧區域內的室內覆蓋。這種補盲場景中產生的宏微干擾類似宏站間的干擾。
用于覆蓋目標的站點可以根據實際光纖資源情況采用小型RRU或者一體化系統,主體產品方案為小型RRU設備,輔以一體化小基站設備。
對于室外補盲場景可根據弱覆蓋區域大小及無線傳播環境等因素選擇1W~5W的小基站設備,如密集城區5W燈桿站的覆蓋區域為100~200米。
在內置天線滿足覆蓋要求的情況下,可采用內置天線小基站,其余情況可采用支持外接天線的小基站,此時需根據無線環境合理選擇使用的天線類型。
應用小基站進行室外補盲時,需注意控制室外小區的覆蓋范圍,通過控制站址高度、安裝位置、發射功率、天線波瓣圖等使室外站盡可能精確覆蓋目標區域,盡量減少與周圍宏站之間的干擾。
小基站可以使用光纖、PON等回傳技術。
在擴容場景,小基站由于能在單位空間提供較高容量,適宜在宏站覆蓋范圍的話務熱點區域內進行規模部署,在能獲得不同頻段資源的前提下盡量考慮宏微異頻組網。
用于實現容量目標的站點需要滿足容量的需求,應采用分布式結構,主體產品方案采用小型RRU設備。
在容量吸收場景一般考慮應用小區擴展(CRE)、(F)eICIC等宏微協調及干擾控制技術保證小基站的吸熱效果,其中CRE技術主要用于在宏站覆蓋良好環境下擴展小基站覆蓋范圍,以提高小基站的話務吸收能力;(F)eICIC技術主要用于CRE啟用后的宏微干擾協調。另外還有Comp(多點協作技術)也是擴容場景中干擾協調的關鍵技術,各無線設備廠家計劃在2015年陸續支持相關技術,需在后期進一步跟蹤和驗證。
Small Cell全球化商用部署加速
國內外主流設備商均已推出成熟的小基站產品和解決方案,據不完全統計,截至2014年年底,LTE的小基站設備已在全球超過100個運營商的網絡部署,韓國LGU+、美國Verizon公司、日本軟銀公司、新加坡singtel等均已成功商用部署小基站,建設規模在數百個不等。
韓國LGU+為解決室外弱覆蓋問題,應用一體化小基站,主要場景是室外補點,安裝位置主要在路燈桿上。
美國Verizon公司部署微RRU/一體化小基站用于吸收熱點話務,改善用戶體驗。美國Verizon公司是較早推出LTE業務的領先運營商,快速的網絡部署和積極的市場策略,使得用戶與業務快速增長,網絡負荷增高,以至于大城市的熱點區域用戶體驗受到負面影響。針對這種情況,該運營商在積極應用新的頻段的同時,也開始部署小基站,與宏蜂窩一起吸收話務流量。
日本軟銀公司部署微RRU分流宏蜂窩話務。日本東京以高人口密度和高話務密度著稱,尤其在日本的地鐵站附近更是突出,單一的宏蜂窩網絡已經不能滿足如此高的話務需求。2013年開始,日本軟銀公司探索如何利用小基站進行宏蜂窩的負荷分擔。目前已經在該運營商的多個地鐵站點部署了微RRU, 典型站點的天線高度為5~10m,輸出功率為2×5W。
新加坡singtel部署小基站以提升室內局部容量。2013年新加坡singtel公司建設小基站以快速增加室內局部的容量。因為小基站設計靈巧,對站點要求低,能夠實現快速部署和精準擴容。 