隨著智能手機(jī)和平板電腦的普及，移動互聯(lián)網(wǎng)和在線視頻應(yīng)用的快速增長，越來越多的設(shè)備將連接到移動網(wǎng)絡(luò)。貝爾實驗室估計未來5年蜂窩網(wǎng)絡(luò)流量增長在25倍左右。如此流量需求將帶來基站數(shù)目的大幅增加。宏站建設(shè)面臨的尋址困難,租賃成本,配套機(jī)房能耗問題日益嚴(yán)峻,而站點需求過密也將造成干擾嚴(yán)重。
將異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)引入基站建設(shè)
在此情況下，我們認(rèn)為有效的辦法是引入異構(gòu)網(wǎng)絡(luò) (HetNet)。即提高空間利用效率，在更小的覆蓋范圍內(nèi)重復(fù)利用現(xiàn)有的頻譜資源。由宏站組成的上層覆蓋網(wǎng)絡(luò)加上由微基站組成的下層容量覆蓋網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)（HetNet）可以改善熱點及室內(nèi)用戶體驗，提升系統(tǒng)容量，分擔(dān)宏站網(wǎng)絡(luò)壓力，降低網(wǎng)絡(luò)整體建設(shè)、運營成本和網(wǎng)絡(luò)干擾。
圖：HetNet對TCO重要組成要素貢獻(xiàn)模擬仿真結(jié)果（來自貝爾實驗室）
為此，上海貝爾推出一種天線射頻一體化的微型基站，它可擴(kuò)大無線覆蓋范圍，增加無線網(wǎng)絡(luò)容量，滿足室外覆蓋室內(nèi)，室外補(bǔ)盲，室外補(bǔ)熱等多種場景需求。此外，微基站部署環(huán)境也更為靈活，安裝簡便快捷，維護(hù)簡易省事。統(tǒng)計表明，移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)80%來自20%的熱點區(qū)域和室內(nèi)。所以將微基站有針對性的部署在這20%區(qū)域，將會極大提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)效率。
從覆蓋角度看適用于多種場景：
場景一：在宏基站站址選擇困難的區(qū)域，微基站可用于填補(bǔ)由于宏站點密度不足造成的信號覆蓋空洞；
場景二：宏基站信號強(qiáng)度受限的區(qū)域，微基站可用于填補(bǔ)由于宏站點業(yè)務(wù)要求升級造成的信號覆蓋空洞；
場景三：在密集城區(qū)和城區(qū)，微基站可用于增強(qiáng)室內(nèi)深層次覆蓋以及室外末梢弱覆蓋區(qū)域的信號強(qiáng)度；
場景四：對于郊區(qū)和偏遠(yuǎn)地區(qū)的孤島覆蓋，相對于成本較高的宏站點，微基站是性價比更高的解決方案。
從容量角度微基站適用于高話務(wù)的熱點區(qū)域，補(bǔ)充宏網(wǎng)容量不足。還可以配置為專用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分流的特殊場景。微基站的引入能夠快速改善網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量（QoS/QoE），尤其有利于網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化微調(diào)，亦可明顯改善宏站小區(qū)邊緣區(qū)域的上行干擾問題。
MRO微基站在實際應(yīng)用中成效顯著
上海貝爾MRO(Metro Radio Outdoor)是里程碑式的微基站，具備以下優(yōu)點: 集成了創(chuàng)新的天線和射頻，采用Cube集成有源天線的方式，發(fā)射效率高，功耗低，體積小，輕便靈活，可任意安裝于路燈、公交站，建筑物旁，零站址部署，無需天線安裝和機(jī)房，摒棄了傳統(tǒng)粗、大、笨的天線和鐵塔，提供了靈活網(wǎng)絡(luò)部署條件，還可以幫助運營上降低50%以上的基建和運維成本，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)和諧地發(fā)展。
在江蘇移動大力支持下，上海貝爾 9768 LR MRO于今年6月在南京率先打通全球首個電話，隨后通過在南京部署燈桿站及室外覆蓋室內(nèi)典型場景，進(jìn)一步完成包括MRO之間及MRO和宏站之間同頻/異頻切換，MRO對宏站上行干擾及性能影響等宏微混合組網(wǎng)性能測試。除了南京，MRO還在青島、上海、福州、義烏等多個城市部署，下一步擴(kuò)大規(guī)模應(yīng)用也在實施計劃中。
通過實地部署，MRO產(chǎn)品優(yōu)勢得到用戶高度認(rèn)可：MRO體積小，重量輕（9kg），集成有源天線，配套簡單，可降低50%~70%的倉儲及運輸費用，可節(jié)省3~4倍的工程安裝作業(yè)和人力費用；RRU支持掛墻、抱桿(路燈桿、電線桿、監(jiān)控桿、信號桿等)、房頂安裝多種方式，靈活便利；RRU集成有源天線，隱蔽性強(qiáng)易于選址，且完全省去天線安裝、饋線安裝及減少饋線損耗；基帶部分可以置于19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜（宏站機(jī)房或室外一體化機(jī)柜）和上海貝爾GSM MBI5機(jī)柜，實現(xiàn)零占地，且節(jié)省近100%工程室內(nèi)費用；MRO功耗小，耗電低。整體而言，通過實地部署，MRO在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)階段對站點獲取費用、運輸費用、工程實施費用等CAPEX貢獻(xiàn)及在網(wǎng)絡(luò)運營與維護(hù)階段對機(jī)房租賃、節(jié)省電力、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)等OPEX貢獻(xiàn)都得以很好驗證。
以下為MRO安裝實圖示例：
同時MRO取得良好測試結(jié)果。在路燈桿天線掛高6米，下傾角零度，上下行時隙配比為2：2條件下實測數(shù)據(jù)表明：定點測試業(yè)務(wù)速率下行峰值達(dá)到58Mbps，上行達(dá)到16Mbps，接近理論極限；下行速率均值超過40Mbps，上行速率均值12Mbps；有效覆蓋距離150米。對一幢高20米, 長62米, 寬24米的4層樓面采用一個MRO進(jìn)行室內(nèi)覆蓋，天線掛高20米，下傾角15度，上下行時隙配比為2：2，實測數(shù)據(jù)表明：測試區(qū)域中各個樓層RSRP〉-110dBm占比達(dá)到100%， SINR> -3dB占比達(dá)到100%, 覆蓋均達(dá)到CMCC RSRP(〉-110dBm占 95%)電平和SINR(> -3dB 占95%)要求；對于樓層內(nèi)下行平均下載速率，4樓均值速率高達(dá)50Mbps以上，即使由于有機(jī)房阻擋性能最差的2樓均值速率也達(dá)到35Mbps以上；峰值速率達(dá)到58Mbps，接近理論極限。各項指標(biāo)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中國移動的驗收指標(biāo)。
從2011年2月上海貝爾 lightRadio? 產(chǎn)品發(fā)布,到2011年9月與中國移動共同揭曉中文名“靈云無線”，2012年1月同中國移動簽訂靈云無線框架合作協(xié)議，2013年2月在巴塞羅那世界無線電大會上lightRadio小基站獲GTI最佳創(chuàng)新大獎，再到2013年6月開始全球首批TD-LTE lightRadio小基站MRO在中國多個城市部署，上海貝爾TD-LTE lightRadio小基站 MRO已經(jīng)具備大規(guī)模商用部署能力。
微基站部署的建議
部署LTE與3G所不同的是， 運營商需要盡可能早的部署微基站，而不必等宏站容量不夠時才考慮。這樣能減少宏網(wǎng)的龐大部署開銷，并快速提高系統(tǒng)容量和用戶體驗，縮短LTE的成熟周期。借助微基站搭建異構(gòu)網(wǎng)，目前已被全球的主要LTE運營商所采用。
LTE網(wǎng)絡(luò)運營初期可以首先部署微基站于如下場景：
在城市宏站覆蓋盲區(qū)，形成LTE全面覆蓋。因LTE初期會盡量利用已有的站址，而現(xiàn)有的站址設(shè)計主要為2G/3G覆蓋設(shè)計，LTE系統(tǒng)可能會存在覆蓋盲區(qū)。站址已經(jīng)很密，繼續(xù)加密非常困難。而對于使用F頻段如果與TD-SCDMA共天面的話，優(yōu)化受限，也會導(dǎo)致出現(xiàn)不少LTE覆蓋的盲區(qū)。
用于宏站不便部署的區(qū)域，如居民住宅小區(qū)，旅游景區(qū)；微站相比宏站由于體積小，功率小，且天線內(nèi)置，在居民小區(qū)部署更加可行。此時部署若干微站通過室外打室內(nèi)的方式即可覆蓋全小區(qū)（通常普通住宅樓一棟樓一個微站 2*5W 即可），而且可以在小區(qū)提供更好的QoE體驗。
商務(wù)區(qū)及重點熱點區(qū)域，如機(jī)場候機(jī)廳等大型交通樞紐；由于初期的LTE用戶集中在數(shù)據(jù)卡和高端用戶，這些區(qū)域的使用體驗直接影響用戶對LTE網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評價，所以這些區(qū)域在LTE初期就會被重點考慮。這些區(qū)域宏站難以提供好的信號覆蓋和性能體驗，而室內(nèi)分布系統(tǒng)升級到LTE MIMO的成本較高。這時微基站是較好的替代方案，微基站可用于增強(qiáng)室內(nèi)深層次覆蓋以及室外末梢弱覆蓋區(qū)域的信號強(qiáng)度。
對于郊區(qū)和偏遠(yuǎn)地區(qū)的孤島覆蓋，相對于成本較高的宏站點，微基站也是性價比更高的解決方案。一個2*5W的微基站在這種無高樓及低業(yè)務(wù)量的場景下，最遠(yuǎn)可覆蓋達(dá)2公里。
網(wǎng)絡(luò)運營中期，隨著業(yè)務(wù)增長，微基站可以逐步增加，或?qū)崿F(xiàn)區(qū)域的連續(xù)覆蓋，與宏網(wǎng)組成完善的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。為給更多的室內(nèi)用戶持續(xù)提供更佳的用戶體驗，此時可以考慮室內(nèi)型微基站部署，以代替室內(nèi)分布系統(tǒng)。
至于組網(wǎng)頻率策略，同頻組網(wǎng)微基站的部署位置和覆蓋范圍受限，只可部署在盲點和小區(qū)邊緣。和宏站重疊部署時，需要一些抗干擾功能支持，需與宏站協(xié)同優(yōu)化，難度較大。而異頻組網(wǎng)下的微基站，因無干擾問題，可不受位置限制，易于規(guī)劃，可以高密度部署，可增加微基站的覆蓋范圍。微基站可以獨立組網(wǎng)和優(yōu)化。異頻部署微基站能夠最大化的分流宏網(wǎng)數(shù)據(jù)流量，有效改善投資回報。
目前中國已經(jīng)拿出190MHz的頻譜資源扶植D頻段的TD-LTE。綜上考慮微基站最好與宏站異頻部署，如果宏站使用F頻段，微基站可采用D頻段。如果宏站使用D頻段，微基站可使用D頻段的不同頻點。將來的擴(kuò)容，HetNet架構(gòu)下頻譜資源適當(dāng)向微基站傾斜能夠最大化的提高整體頻譜效率。
