小基站(Small Cell)无线网络规划与设计
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1.5 Small Cell应用场景

Small Cell最初是为应对室内信号覆盖问题提出的概念。从最初的家庭用FemtoCell开始发展,该概念一直发展和扩展到目前的多场景、多解决方案的复合应用背景,体现了Small Cell良好的发展趋势,并且Small Cell作为应对未来无线通信业务量爆炸型增长的主要技术已经进入标准化阶段。

针对Small Cell具体的应用场景,Small Cell产品可以分为3种形态。

作为Small Cell的最基本形态,也是第一种产品形态,FemtoCell(家庭基站)主要用于室内如商业写字楼等,以保证室内无线覆盖的效果并解决宏基站室内覆盖难题。对于建筑物密集的区域,无线规划更是一个难题。简单地增大宏基站的发射功率的方案并不能解决问题。室内覆盖的问题在3G/4G时代更加突出。特别是国内LTE工作频谱多数分配在较高的频率上,墙体等障碍物对信号的衰减作用更加明显。FemtoCell可以较好地解决上述问题。FemtoCell从诞生那天起,就是为解决室内覆盖的难题而设计的。在实际运用中,简单地增加一个Femto就可以解决100~250m2的室内覆盖问题,而相关的FemtoCell设备可以提供更大范围的室内覆盖。值得一提的是,FemtoCell除了能够解决室内覆盖问题,还能分流室内数据业务,为宏基站分担工作负荷,所以FemtoCell受到了运营商的青睐。

FemtoCell基站如图1-5所示。

图1-5 FemtoCell基站示意图

第二种称为PicoCell(微微蜂窝),在火车站、机场和大型商场都能见到PicoCell的身影。一般PicoCell基站发射功率为0.1~5W,市区环境覆盖半径150m以内,FemtoCell基站发射功率为30mW,空场覆盖范围50m以内。与主要面向个人或家庭用户的FemtoCell基站不同的是,PicoCell基站主要针对城市热点、居民小区、企业客户提供运营商级的覆盖功能。从技术上看,PicoCell基站亦支持多种回传方式,包括光口和电口FE/GE、EPON/GPON,部分产品与Wi-Fi整合,解决“最后一公里”热点难题,做到即插即用。相对宏蜂窝来说,PicoCell基站能耗低,占用空间少,减少了运营商的建设和维护费用。

PicoCell基站如图1-6所示。

图1-6 PicoCell基站示意图

最后一种便是MicroCell(微蜂窝),主要运用于解决大区域盲点、热点覆盖问题或用于受限于占地无法部署宏基站的场景。蜂窝移动通信系统中,在网络运营初期,运营商的主要目标是建设大型的宏蜂窝小区,实现网络的广覆盖。随着用户的增加,宏蜂窝小区进行小区分裂,变得越来越小。当小区小到一定程度时,建站成本就会急剧增加,小区半径的缩小相应地带来严重的系统内干扰;另一方面,盲区仍然存在,热点地区的高业务量也无法得到很好的吸收,MicroCell技术就是为了解决以上难题而产生的。并且因为MicroCell工作功率较小,相比宏基站而言,它的频率复用距离大大降低,能够实现每个单元的信道数增多,从而可以较好地解决容量和通信质量的问题,故用于宏蜂窝小区业务繁忙的区域。在现实运用中,微蜂窝的覆盖半径一般在200m左右,典型微蜂窝天线的高度为10~15m。

微蜂窝基站如图1-7所示。

图1-7 微蜂窝基站示意图

为了与Small Cell区分开来,这里介绍一下宏蜂窝,以便对Small Cell有更清楚的理解和更清晰的对比。在蜂窝式移动电话的建网初期,蜂窝小区的覆盖半径较大,一般为1~2.5km,有的甚至达到20km以上,因此被称作“宏蜂窝”小区。

MacroCell基站如图1-8所示。

图1-8 MacroCell基站示意图