4G时代，小基站迈向大舞台

秦方　虞启亮

“小基站”（Small Cell）特指小型一体化基站，相较宏基站，其具备集成度高、适应性强、建设快速、维护便利等优势。同时，小基站能适应各种回传网络，部署灵活快捷，在增加网络容量，提高宏基站边缘覆盖区域的用户上网速率方面具有明显成效。

随着4G网络的部署，为应对移动互联网引爆的数据洪流，全球运营商纷纷引入性价比较高的小基站技术，从而改善蜂窝移动网的容量和覆盖面。通过将网络覆盖聚焦到移动用户经常使用的热点、小基站为运营商节约了基站建设成本，有效提升用户体验。因而，小基站建设已成为当前业界广泛关注的焦点之一。

优势明显：小身材，大覆盖

在2G和3G时代，小基站的主要作用是补缺，即完善宏基站的覆盖。无论从角色定位还是市场容量，小基站都无法与宏基站相提并论，而4G时代的来临正在改变这一局面。

高无线频段对覆盖的影响。随着2013年年底我国TD-LTE牌照的发放，三家运营商所获得的频段也尘埃落定。4G网络指配了2.3GHz、2.6GHz等高无线频段，在相同情况下，高无线传输损耗将使宏基站的信号覆盖范围缩小。同时，由于高频段信号穿透损耗较高，使室内信号覆盖难度增大。有关试验数据表明，4G无线信号如需向室内渗透2米以上，则该区域的室外宏基站数需相应增加60%以上。

而建筑物室内已被证明是移动通信的主要业务使用区域。根据日本NTT DoCoMo公司的统计数据，室内使用的3G业务量占全网70%左右。并且，随着数据业务的不断发展以及用户对移动互联网的依赖逐步提升，预计近30%的移动通信业务将发生在家庭区域，35%的移动通信业务发生在公司、餐馆等室内环境。因而，随着室内等区域范围的移动通信业务量不断上升，宏基站将无法满足网络覆盖的需求。依靠建设小基站实现全区域覆盖已成为运营商部署室内区域信号覆盖的主要方案。

宏基站选址、建设日趋困难。大中城市中，普遍存在宏基站选址难、建站难等问题。不仅因为密集城区可供选择的站址资源越来越少，而且宏基站施工难度大、施工期长且投入较高，无法满足低成本和快速建网的要求。而小基站体积小、重量轻、易部署，大大降低了网络建设的各项成本和难度。同时，小基站的耗电量较宏基站大幅减少.有利于运营商实现绿色环保、节能减排的目标。

数据洪流的压力。目前，随着移动互联网应用的激增，移动数据业务飞速增长形成的数据洪流已成为全球运营商面临的巨大挑战。据爱立信发布的流量和市场数据报告显示，全球移动数据流量将以50%的复合年增长率递增，至2018年年底，数据流量将增加约12倍。

在日益增长的移动数据业务驱动下，建设多个小基站可有效满足业务密集区域的大流量需求，扩充区域网络容量。同时，通过网络异构等方法，在解决干扰的情况下，可采用宏基站与多个小基站同区域覆盖的方案，使承载的业务量成倍增长。据相关统计数据显示，在业务繁忙区域使用小基站分流的网络流量甚至高达80%。因此，通过大量部署小基站，能有效提升高话务量地区的网络容量，满足用户需求。

因此，鉴于小基站在深度覆盖以及快速部署上的诸多优势，使其成为运营商实现热点覆盖、应对数据洪流的重要手段。小基站已在网络建设中开始扮演不可或缺的角色。

融合发展：小基站联手WLAN

长期以来，蜂窝移动网络的基站部署与WLAN（无线局域网）的热点无线接入一直相对独立、各自发展。由于WLAN也主要应用于热点和室内覆盖，所以其与小基站之间有一种天然的竞争关系。

随着3G和4G网络发展，这两种无线方式正在不断融合、交叉。基于LTE移动通信网络的小基站和基于802.11x协议的WLAN AP设备各有特点和定位，适用于不同的应用场景和区域。柑较而言，小基站部署灵活，具有更高的安全性和电信级服务保障。WLAN具有固网宽带的优势，但离不开固网传输资源。业界普遍认为，小基站和WLAN之间的融合发展最具有长远意义。随着移动智能终端内置WLAN模块越来越普及，在未来一段时间内，这两种技术将以混合组网的模式和谐发展，为用户带来最佳的移动宽带体验。同时，在LTE的标准内容中也充分考虑了与3GPP或是非3GPP网络制式及相应协议的兼容性，这将进一步促进小基站与WLAN之间的融合、互补发展。

未来趋势：市场前景看好

从目前应用来看，小基站主要适用以下三种场景：一是在宏基站覆盖区域中使用，主要用于扩大网络边缘的覆盖而、提升网络速率。这类小基站一般部署在城市的热点区域。二是在宏基站覆盖区域之外使用，对宏基站无法触及的盲区进行补充，如一些郊区范围内的热点区域。三是存室内环境下使用，主要用于办公场所和家庭等室内环境。

根据Small Cell论坛统计数据表明，超过98%的运营商表示小基站对于蜂窝移动网的部署起到了至关重要的作用。目前，全球主流运营商都在积极部署小基站，沃达丰、软银、SFR、Sprint等已部署了数十万个小基站。AT&T表示，小基站在公共场所不仅能实现良好的覆盖率，并可有效扩充大城市中的网络容量。市场研究公司Info rma存2013年发布的研究数据显示，全球运营商部署的小基站数量已超过了宏基站数量。按此趋势发展，预计到2016年，全球小基站数景将从目前的1000多万台激增N9000多万台，增幅达8倍。届时，小基站的市场规模将超220亿美元。

因此，伴随着4G时代的全面到来，小基站在全球蜂窝移动网络建设中的地位将赶超宏基站，其巨大的市场潜力正逐步显现。全球主流运营商也加快了小基站技术的研究。英国电信宣布，将开始在农村公共区域展开小基站的技术测试。而Vodafone则在有条不紊地推出面向用户的家庭基站产品。与此同时，国际标准组织3GPP也在同步开展关于小基站的标准制定工作。从R10开始研究和制定增强的干扰协调技术（eICIC）、协作多点传输技术（CoMP）、移动性增强、网管等技术标准。小基站相关技术是R12版本的最重要特征，其技术发展方向已获得确认。

总之，小基站在4G网络建设中发挥的作用及其发展前景已得到了业界普遍认可。在大显身手的同时，小基站如何实现与宏基站、WLAN的互相补充也成为运营商关注和研究的重点。未来，在TD-LTE网络规划期间将采用多层级、混合组网的覆盖模式，从而科学地进行多类型基站部署。通过不同类型基站、技术的相互融合和协同工作，将为用户提供高速、高质、无缝的移动通信网，真止推动4G蜂窝移动网络的发展。