小基站在5G 網絡中的應用

張志科，高海林

（廣州杰賽科技股份有限公司，新疆 烏魯木齊 830000）

目前，中國以及其他國家已開始試驗5G網絡的建設，希望2020年能夠在全世界范圍內開始試用5G網絡。因為5G網絡具有較高的網絡頻段，中國試驗網主要用于3.5 GHz頻段、4.9 GHz頻段，目前相較于2G/3G/4G網絡，5G網絡的單站覆蓋能力存在一定差距，對于5G室內覆蓋場景而言，以往的饋線分布系統存在一個比較顯著的問題，即頻段過高出現傳輸損耗，從而導致5G網絡不可以選擇以往的DAS系統來開展室內網絡建設工作。面對這一情況，相關人員選擇小基站，其在產品形態、發射功率、覆蓋范圍方面均存在得天獨厚的優勢，將其應用到5G網絡之中，可在5G室外熱點覆蓋與室內覆蓋中呈現出極大的作用。

1 小基站簡述

小基站是一種從產品形態、發射功率、覆蓋范圍等方面，都比傳統宏站小得多的基站設備，其具備得天獨厚的優勢，主要有較小的耗電量、較低的功率、較快的網速、容易維修、較廣的覆蓋范圍等。小基站的特征主要為：相較于以往大型發射塔等，小基站的外形更加美觀、占地面積更小，不用建于高空之中，只需在平地發射，且具備極快的頻率和較好的發射信號、極快的網速，無需較高的使用功率及較大的耗電量，立足于組網方式，能夠同各種網絡配置相匹配等。

小基站的分類具體有：①根據功率可劃分成宏基站、微基站、家庭基站，每一種基站有自己對應的功能，針對偏遠地區，可選擇微基站方式，由于微基站具有簡單輕便、容易安裝的優點；針對經濟繁華的地區，可選擇功能更加強大的宏基站；對于家庭，則應選擇家庭基站，因為其輕便便捷，易于安裝；宏基站適用于城市等繁華地區，因為其功能更強大；家庭基站適用于家庭。②根據設備形態可劃分成一體化基站與分布式基站，前者具體包括基帶處理單元、射頻處理單元、天饋系統，其屬于一個完整的系統，可自主完成自己承擔的工作；后一類主要指小型RRU，只有與BBU相連接，才可以正式使用，相較于前者，后者存在較大的局限性[1]。

2 小基站在5G網絡中的具體應用

2.1 小基站為5G超密組網具體方式

對于5G超密集組網有關技術而言，小基站作為一種主要的方式，這種方式在站點安裝過程中對安裝環境的要求不高，所以在今后的UDN組網中，可大量選擇路燈桿、監控桿、掛墻等安裝手段，通過將小基站部署進度進行有效提升，即可符合5G UDN組網的需求。小基站能夠對5G室內覆蓋中存在的問題進行有效處理。現如今，中國4G大規模網絡建設即將結束，已逐漸開展5G網絡建設工作，同2G網絡、3G網絡及4G網絡存在一些共同之處，5G網絡建設的重要業務是在室內進行，所以在5G網絡建設初期，相關人員需對怎樣滿足室內用戶的接入需求進行充分考量，同時還需高度注重精細化管理運營。

在人們向5G網絡時代邁進的過程中，以往的室內網絡覆蓋DAS系統遇到了極大的困難，難以滿足現今業務發展與用戶體驗需求。所以，要想實現室內覆蓋的數字化，相關部門必須注重小基站的充分應用，當前已有的DAS系統的無源器件的頻段所支持的頻率，最高僅為2.7 GHz，但是現今已分配的5G頻段最低是3.5 GHz，所以5G系統難以同當前的室內分布系統進行合路，必須重新建設。同時，饋線中無線信號的傳播，當頻段增高時，則傳播損耗會增大，針對3.5 GHz頻段而言，在17.78/20.31 cm的饋線中，每100 m的傳播損耗會高于7 dB，面對這么高的饋線損耗，5G室內分布系統建設已無法選用以往的DAS方案。

針對以上問題，可選擇以下兩種方案加以有效解決：①新建光纖分布系統，該系統能夠符合5G的高工作頻段的需要，但是在網管性能方面，該系統遠遠低于主設備廠家，且有源設備長時間工作的安全性和穩定性仍然有待考察；②選擇分布式小基站，這一設備已在4 G網絡室內分布系統得以廣泛應用，通過現網驗證可知這一設備在長期使用過程中具有良好的網絡性與可靠性，所以，在5G網絡建設中小基站將發揮極大的作用，并成為5G網絡的主流建設方式[2]。

2.2 小基站解決5G網絡建設中存在的問題

5G中的頻譜資源主要包括：①高頻資源。這一頻譜資源具體對應到熱點高容量，其能夠分配更多的帶寬，針對宏基站，該頻譜資源覆蓋范圍比較小，需要花費大量的人力、物力及財力，同時宏基站的部署存在較大的難度，對于站址資源的獲取十分困難，所以在5G網絡的建設中，高頻段資源不能夠選擇宏基站，應選擇微蜂窩，將小基站當作基本單位，進行超密集組網，即小基站的密集部署。②中、低頻資源。這一頻譜資源具體對應到覆蓋范圍比較廣、低時延高可靠等，選擇宏基站作為主要載體。同時，由于小基站具有較小的功率，在同樣的頻干擾信號之間的距離壓得比較低，這樣就能夠將單位空間內的頻段密度進行有效提升，加上其體積比較小，有利于相關人員進行便捷快速的部署。

對于宏基站中存在的難題，可借助小基站來加以有效解決，小基站體積比較小，可靈活部署，宏基站的站址不會對小基站產生限制，其能夠在人群建筑比較密集的區域進行建設，也可對宏基站信號較弱的覆蓋地區和覆蓋盲點加以針對性補充，從而確保信號具有較高的質量；針對熱點地區，小基站能夠在其范圍內進行頻率復用，從而將容量進行提升，有利于宏基站更好的分流[3]。

4G和5G的室內覆蓋技術具體指傳統DAS（室內分布系統）與小基站系統，前者的構成部分包括BBU、RRU、合路器、功分器、小天線。基帶信號由BBU發出，借助光纖傳輸至RRU，把基帶光信號變化為射頻信號，然后將轉化后的信號進行放大，傳送出去，借助合路器來集成各個頻段的信號，最后借助功分器來向室內各個方位的小天線傳送信號，這一系統的主要問題有：施工難度比較大；無源器件多，存在較多的故障點，難以科學合理地監控；網絡演進能力比較差；室內系統和室外系統無法統一。

目前，相較于室內分布系統，小基站系統具備更加顯著的優勢，結合華為LampSite系統來分析小基站系統，該系統主要包括BBU、rHub、pRRU，主要優點在于：①結構簡單，施工簡單便捷，與以往的室分系統相比，器件數量減少了4/5，施工周期縮短2/3；②整個系統無任何監控盲區，有利于相關人員全面掌握所有設備的工作情況；③擴容便捷，小區能夠實現遠程分裂[4]；④支持網絡演進，pRRU中可滿足2G/3G/4G通信制式，也能夠集成Wi-Fi，滿足網絡演進，只需部署一次，之后就可以一直享受其所帶來的效益；⑤室外系統和室內系統可實現協同自動化。立足于應用效果，如北京首都機場，中國聯通選擇華為的LampSite加以改造，借助小基站來部署后，室內無線網絡測試峰值速率將高于140 Mbit/s，這一數值已經超過了理論最高值，平均速率為100 Mbit/s，且性能遠遠高于室內分布系統，而在布設周期上也較短。通過分析可以得知：相較于室內分布系統，小基站的優勢更加顯著，更加滿足網絡演進的發展趨勢[5]。

3 5G網絡中小基站的應用趨勢

未來，5G網絡和小基站技術需求必然會越來越大，伴隨著智能手機的普及和互聯網技術的飛速進步，受眾對網速要求更高。所以人們都期待著5G時代的帶來，能夠在更快的網速中使用智能設備。同時基站的總體發展趨勢為：成本大大降低，網速大大增快，作用得以豐富，功能愈加強大，安裝更加便捷，技術更加先進，使用愈加頻繁，技術更加成熟，且越來越智能化、科技化。

通過基站建設，可以在極大程度上節省空間和時間，減少人力、財力及物力的投入，安裝便捷，維修方便，最為重要的是可以提高網速，為人們帶來更加流暢的網絡體驗，所以在未來需要大力推廣小基站技術[6]。

4 結語

總而言之，為向人們提供更加流暢的網絡體驗，需要在5G網絡中積極應用小基站技術，這樣能夠對以往4G網絡建設中存在的困難進行有效解決，極大程度上節省空間和時間，減少人力、財力及物力的投入，讓安裝更加便捷，維修更加方便，并大大提升上網的速度。