劉宇巍

山西交通實(shí)業(yè)發(fā)展集團(tuán)信息技術(shù)有限公司 山西 太原 030000

1.小小區(qū)是什么

小小區(qū)嚴(yán)格意義上，是指工作在授權(quán)頻段上的低功率的無線接入點(diǎn)。它不僅可以改善家庭或企業(yè)的蜂窩數(shù)據(jù)覆蓋、容量和應(yīng)用體驗(yàn)，也可以改善城市、郊縣區(qū)公共區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)性能。

小小區(qū)類型多種多樣，從尺寸和發(fā)射功率最小的家庭基站到最大的微基站。廣義上講，盡管密集部署基于無線局域網(wǎng)的IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)工作在非授權(quán)頻段，且不確定是否在運(yùn)營商還是服務(wù)提供商的管控之下，它們歸為小小區(qū)的范圍內(nèi)。小小區(qū)也是異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，它的目標(biāo)是提供更高容量頻譜、增加頻譜效率和改善用戶體驗(yàn)，同時減少傳輸數(shù)據(jù)的每比特成本，從而增加移動數(shù)據(jù)的使用率。

2.小小區(qū)的挑戰(zhàn)

2.1 基站回傳的挑戰(zhàn)

小小區(qū)需要通過回傳鏈路與核心網(wǎng)、Internet、其他服務(wù)器連接。移動運(yùn)營商認(rèn)為小小區(qū)的回傳鏈路比宏小區(qū)的回傳鏈路更有挑戰(zhàn)。小小區(qū)一般部署在距離街道較近的那些難以接近的區(qū)域，而不是部署在空曠的區(qū)域。對于很多運(yùn)營商而言，既要保證可靠性又要節(jié)約成本。目前，利用光纖技術(shù)實(shí)現(xiàn)小小區(qū)的連接。在實(shí)際應(yīng)用中，由于受到技術(shù)瓶頸的影響，實(shí)現(xiàn)所有小小區(qū)間的光纖連接的全覆蓋還存在很大困難。因此，小小區(qū)基站間的回傳是一大挑戰(zhàn)。

2.2 頻譜利用的挑戰(zhàn)

在之前無線通信技術(shù)中大多數(shù)使用的是低頻率的頻譜資源，隨著移動通信用戶數(shù)量的激增，頻譜資源的供需矛盾越來越明顯。頻譜資源存在分區(qū)的現(xiàn)象。比如，資源需求量較大的地區(qū)通過使用高頻率的頻譜彌補(bǔ)頻譜資源不足的問題，相對于整個頻譜資源覆蓋的地區(qū)，存在很大的局限性。小小區(qū)的部署可以有效減少頻譜資源的需求，但是，小小區(qū)間的存在密度上限，一旦超過就會產(chǎn)生干擾等問題。這些問題都是我們不得不面對的，頻譜資源的利用也是面臨的一大挑戰(zhàn)。

2.3 網(wǎng)絡(luò)配置和維護(hù)管理的挑戰(zhàn)

目前4G移動通信系統(tǒng)來看，在市中心，小區(qū)的密度已達(dá)到每平方公里近30個，在商業(yè)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)甚至達(dá)到50個。步入5G移動通信時代，數(shù)字會不斷攀升，未來小區(qū)的部署會與現(xiàn)有的設(shè)備是共存的，因此，在網(wǎng)路配置和維護(hù)上面臨巨大的挑戰(zhàn)。

2.4 自動化配置的挑戰(zhàn)

在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，運(yùn)營商面臨一系列新的挑戰(zhàn)，包括網(wǎng)絡(luò)部署和管理。運(yùn)營商會在需求的位置部署或在可用位置部署，進(jìn)而提供小范圍高容量的用戶需求。在某種程度上，這種方法適用于家庭基站網(wǎng)絡(luò)，它只部署在住宅中并且和宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立運(yùn)營，產(chǎn)生干擾很小。在市區(qū)和高密集場景中很難高效地管理整個小小區(qū)網(wǎng)絡(luò)。自動化可以被看作實(shí)現(xiàn)密集化的先決條件。當(dāng)運(yùn)營商部署了大量小小區(qū)且需要和現(xiàn)有的設(shè)備共存，傳統(tǒng)小區(qū)的規(guī)劃和優(yōu)化過程需要完全的自動化。自動化面臨適配、優(yōu)化等諸多挑戰(zhàn)。

3.小小區(qū)面臨的挑戰(zhàn)及解決方案

3.1 小小區(qū)基站回傳問題及解決方案

在設(shè)有小小區(qū)的基站，由于光纖傳輸存在不能全覆蓋，可以采用無線回傳鏈路，回傳鏈路提供的是宏基站，宏基站提供無線回傳服務(wù)。在此基礎(chǔ)上。不受環(huán)境、地點(diǎn)等因素的限制，小小區(qū)基站間的回傳鏈路問題都會迎刃而解。同時，還降低回傳鏈路的成本。因此，基于宏基站和小小區(qū)的配合，使網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量大幅提升。

3.2 頻譜利用的挑戰(zhàn)及解決方案

頻譜利用問題中，有效提高頻譜的利用率是很重要的，可采用兩種解決方案：一種，可以采用毫米波的開發(fā)，一方面，它可開發(fā)的頻譜資源儲量大，另一方面能夠滿足連續(xù)帶寬的需求。另一種，利用認(rèn)知無線電技術(shù)。認(rèn)知無線電又被稱為智能無線電，能夠感知外界環(huán)境，從而及時有效的調(diào)整發(fā)射機(jī)的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)動態(tài)頻譜分配和頻譜共享。認(rèn)知無線電技術(shù)通過對頻譜進(jìn)行感應(yīng)，一旦發(fā)現(xiàn)需求感應(yīng)，就找準(zhǔn)時機(jī)接入，保證主用戶頻譜資源利用效果以及增強(qiáng)了頻譜利用的效率。

3.3 網(wǎng)絡(luò)配置和維護(hù)管理的挑戰(zhàn)及解決方案

在第五代移動通信系統(tǒng)中，小小區(qū)基站大量布局，只依靠運(yùn)營商進(jìn)行安裝和維護(hù)已經(jīng)不太現(xiàn)實(shí)，為解決網(wǎng)絡(luò)配置和維護(hù)的問題，同時能有效控制成本，自組織網(wǎng)絡(luò)SON應(yīng)運(yùn)而生，該技術(shù)的應(yīng)用，對小小區(qū)廣泛應(yīng)用意義重大，自組織網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)是對頻譜資源的調(diào)整，對干擾控制、系統(tǒng)維護(hù)、發(fā)射功率的調(diào)整及自動更迭。對解決網(wǎng)絡(luò)配置和維護(hù)管理有很大幫助。

3.4 自動化配置的挑戰(zhàn)及解決方案

當(dāng)小小區(qū)數(shù)量不斷遞增時，為了同現(xiàn)有的設(shè)備共存，傳統(tǒng)小區(qū)的規(guī)劃和優(yōu)化需要采用綜合無線布控系統(tǒng)。人機(jī)界面和跨平臺的數(shù)據(jù)訪問能夠隨時隨地獲取，防止數(shù)據(jù)傳輸過程的干擾。真正做到宏基站對小小區(qū)的實(shí)時監(jiān)控，數(shù)據(jù)資源綜合共享。

4.未來展望

“頻譜緊缺”始終是一個面臨的挑戰(zhàn)，部署小小區(qū)時，減少站間距可以有效減少所需要的頻譜資源。在部署中考慮成本和回傳鏈路的挑戰(zhàn)。使用小小區(qū)可以增加空間復(fù)用，減少發(fā)射功率，進(jìn)而增加網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。同時面臨需要干擾管理技術(shù)和部署過多小小區(qū)基站的成本。小小區(qū)出現(xiàn)和發(fā)展在一定程度上推動了頻譜資源增加、蜂窩小區(qū)的微型化和動態(tài)頻譜接入成為現(xiàn)實(shí)，能快速實(shí)現(xiàn)1000倍容量提升的主要手段。

在未來，小小區(qū)扮演的角色會越來越重要，小小區(qū)在未來5G網(wǎng)絡(luò)中的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和超密集小小區(qū)網(wǎng)絡(luò)的主要組成形式。這些技術(shù)結(jié)合形成下一代SON(自組織網(wǎng)絡(luò))系統(tǒng)的自配置、自管理功能，將作為解決顯著增加的業(yè)務(wù)需求、小區(qū)間的業(yè)務(wù)量波動、干擾和移動性變化的主要方式。