發(fā)布時(shí)間：2013-12-17 作者：申建華，李春旭，譚偉（中興通訊）

Small Cell是一種低發(fā)射功率，小范圍覆蓋的基站設(shè)備。Small Cell作為3G/4G宏蜂窩的補(bǔ)充，能夠使運(yùn)營(yíng)商以更低的代價(jià)為用戶提供更好的無(wú)線寬帶語(yǔ)音及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。隨著LTE網(wǎng)絡(luò)容量的不斷提升，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商正在為增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)流量發(fā)愁，很多運(yùn)營(yíng)商認(rèn)為分流移動(dòng)數(shù)據(jù)是高效使用無(wú)線頻譜資源的好辦法。Small Cell在這方面正扮演著越來(lái)越重要的角色，更多的Small Cell用來(lái)覆蓋盲區(qū)以及分擔(dān)流量壓力。Small Cell具有靈活、快速部署的優(yōu)點(diǎn)，可以解決熱點(diǎn)吸收、盲點(diǎn)、弱覆蓋場(chǎng)景的網(wǎng)絡(luò)覆蓋問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)無(wú)處不在。

1 Small Cell基本概念

Small Cell是低功率的無(wú)線接入節(jié)點(diǎn)，工作在授權(quán)的頻譜，覆蓋10~200m的范圍，相比之下，宏蜂窩的覆蓋范圍可以達(dá)到數(shù)公里。

Small Cell的產(chǎn)品形態(tài)比較靈活，可分為家用Femtocel（2×50mW）、室外Picocell（2×1W，室外補(bǔ)盲/吸熱）、室內(nèi)Picocell（2×125mW，企業(yè)級(jí)室內(nèi)覆蓋）、Microcell（2×5W，室外補(bǔ)盲），都由運(yùn)營(yíng)商來(lái)管理。
Small Cell可以用于室內(nèi)和室外，進(jìn)行覆蓋補(bǔ)盲、熱點(diǎn)業(yè)務(wù)吸收、提升網(wǎng)絡(luò)容量。Small Cell和宏蜂窩的多個(gè)層面組成了HetNet異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)宏微協(xié)同技術(shù)以及抗干擾技術(shù)的聯(lián)合使用，網(wǎng)絡(luò)容量可以實(shí)現(xiàn)數(shù)倍甚至更高幅度提升，大大緩解無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的容量壓力。

2 Small Cell為L(zhǎng)TE帶來(lái)的改變

LTE具有大帶寬、高速率、低時(shí)延的特點(diǎn)，在LTE網(wǎng)絡(luò)中引入Small Cell可以大大提升網(wǎng)絡(luò)容量，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)覆蓋，為用戶提供更好的使用體驗(yàn)。Small Cell為L(zhǎng)TE帶來(lái)的改變主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

立體覆蓋優(yōu)化

宏站一般位于樓頂和鐵塔等高處，波束覆蓋范圍大，但因受到建筑物、樹(shù)木的影響，覆蓋效果不均勻，存在大量的盲區(qū)。Small Cell體積小易安裝，可實(shí)現(xiàn)與天線的一體化安裝，節(jié)省站點(diǎn)成本，縮短施工周期，并實(shí)現(xiàn)精確覆蓋，可用于街道站、居民區(qū)深度覆蓋、補(bǔ)盲補(bǔ)熱等場(chǎng)景，也可靈活地安裝在建筑物外墻表面，在不影響市容的情況下與宏站形成一體化立體覆蓋（見(jiàn)圖1）。

高容量室內(nèi)覆蓋

據(jù)統(tǒng)計(jì)，移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)的主要業(yè)務(wù)發(fā)生在室內(nèi)，室內(nèi)業(yè)務(wù)占比接近70%，提升室內(nèi)覆蓋的效果是運(yùn)營(yíng)商留住用戶的關(guān)鍵。

宏站信號(hào)穿透建筑物進(jìn)入室內(nèi)會(huì)有10dB左右的穿透損耗，室內(nèi)語(yǔ)音覆蓋減弱，而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)覆蓋的衰弱更加明顯。現(xiàn)有的室內(nèi)覆蓋DAS系統(tǒng)只支持單天線，無(wú)法支持LTE的MIMO多天線技術(shù)，其容量受到很大的限制，若要做DAS雙向改造，需再增加一套線路，協(xié)調(diào)物業(yè)困難，進(jìn)場(chǎng)費(fèi)高昂，工程量巨大，室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)都面臨諸多限制。而且現(xiàn)有樓宇一般都有多家運(yùn)營(yíng)商的DAS系統(tǒng)，增加管線的空間不大，即使可行，也會(huì)影響樓宇的內(nèi)墻面美觀，物業(yè)和業(yè)主都未必同意。在室內(nèi)覆蓋中引入Small Cell產(chǎn)品，因?yàn)橹С諱IMO，可以大大提升室內(nèi)覆蓋的容量。Small Cell可以直接部署在辦公區(qū)內(nèi)或安裝在走廊，通過(guò)內(nèi)置或外接天線對(duì)室內(nèi)區(qū)域進(jìn)行覆蓋，傳輸可使用大樓內(nèi)的五類線或運(yùn)營(yíng)商的DSL或光纖網(wǎng)絡(luò)，方便靈活。

網(wǎng)絡(luò)整體容量提升

Small Cell引入宏網(wǎng)之后，通過(guò)多網(wǎng)元之間的協(xié)同和管理，引入有效的干擾管理算法和協(xié)同機(jī)制，在頻域、時(shí)域、空域三個(gè)維度上有效協(xié)同，可獲得網(wǎng)絡(luò)整體容量的顯著提升。在已經(jīng)有了比較良好宏站覆蓋的前提下，通過(guò)部署Small Cell來(lái)提供更大的容量和吞吐速率。補(bǔ)熱引入可以有效吸收宏站小區(qū)中熱點(diǎn)區(qū)域的業(yè)務(wù)，減小宏站的業(yè)務(wù)負(fù)荷，增加宏微聯(lián)合覆蓋的小區(qū)的整體容量。

節(jié)能

對(duì)于終端，由于接收到的Small Cell的信號(hào)強(qiáng)度遠(yuǎn)大于宏站的信號(hào)強(qiáng)度，手機(jī)可以用相對(duì)低的耗電量保持服務(wù)，其待機(jī)時(shí)間大大增加。結(jié)合DRX技術(shù)，可以進(jìn)一步降低終端的功耗。

Small Cell LTE組網(wǎng)面臨的問(wèn)題

鄰區(qū)管理和切換配置

Small Cell因部署位置和數(shù)量靈活多變，不合理的鄰區(qū)配置會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，不利于規(guī)劃，也不利于移動(dòng)性管理。過(guò)多的鄰區(qū)可能導(dǎo)致過(guò)多的切換，影響用戶體驗(yàn)，嚴(yán)重消耗終端的能耗，并消耗網(wǎng)絡(luò)資源。需針對(duì)不同場(chǎng)景合理配置鄰區(qū)數(shù)量和切換參數(shù)，減少不必要的鄰區(qū)測(cè)量，避免不必要的宏微之間的切換、乒乓切換。

承載

Small Cell的回程通常采用公共網(wǎng)絡(luò)，如DSL，但公共網(wǎng)絡(luò)因同時(shí)承載固定寬帶用戶，其帶寬通常難以保證，經(jīng)常發(fā)生擁塞。信令、OAM及交互業(yè)務(wù)對(duì)丟包和時(shí)延都要求很高，必須在傳輸層面保障不同業(yè)務(wù)的QoS（Quality of Service）。Small Cell回程網(wǎng)的QoS包含用戶數(shù)平面、管理平面、控制平面和同步等，這些數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)速率、報(bào)文延時(shí)/抖動(dòng)、丟包率有較高要求。對(duì)于VoIP語(yǔ)音，低延遲和抖動(dòng)是重要的，要有機(jī)制保證高優(yōu)先的實(shí)時(shí)流（例如在擁塞情況）的端到端的性能要求。

在有線傳輸無(wú)法獲取的情況下可以采用無(wú)線傳輸，但需要考慮Small Cell與無(wú)線傳輸中繼節(jié)點(diǎn)之間的傳播壞境，當(dāng)具備視距傳播條件時(shí)，可以使用微波傳輸，但在密集的都市環(huán)境下，可以利用非視距傳播技術(shù)（例如Relay）來(lái)解決傳輸中繼問(wèn)題。

安全

Small Cell網(wǎng)絡(luò)安全維度從網(wǎng)元上分包括設(shè)備認(rèn)證安全、接入安全、傳輸安全、防攻擊；從數(shù)據(jù)層次上可分為控制平面、用戶平面、管理平面。設(shè)備認(rèn)證方面Small Cell與SeGW/HeMS之間必須進(jìn)行雙向認(rèn)證、完整性及私密性的保護(hù)。網(wǎng)管也必須支持安全傳輸。

干擾

Small Cell部署之后的干擾問(wèn)題包括Small Cell與宏站的相互干擾、相鄰Small Cell之間的干擾、宏站終端用戶對(duì)微站接收的干擾。Small Cell和宏站之間的干擾可以通過(guò)異頻組網(wǎng)解決，但這適合于運(yùn)營(yíng)商頻譜資源比較豐富的情況。因?yàn)長(zhǎng)TE一般都是宏微同頻組網(wǎng)，所以對(duì)于Small Cell的非補(bǔ)盲場(chǎng)景，需要宏微之間采用干擾協(xié)同策略，如ABS（Almost Blank Subframe）等。

當(dāng)某宏站用戶穿越Closed CSG屬性的Smal lCell覆蓋區(qū)時(shí)，因?yàn)椴荒芮腥隨mall Cell，所以該用戶將受到Small Cell下行信號(hào)的較大干擾，同時(shí)此用戶的上行信號(hào)對(duì)Smal lCell的上行也會(huì)產(chǎn)生干擾，如何減少這種干擾對(duì)用戶的影響是需要深入研究的課題。

Small Cell發(fā)射功率過(guò)大容易對(duì)宏網(wǎng)或其他Small Cell設(shè)備產(chǎn)生干擾，發(fā)射功率過(guò)小又不能達(dá)到覆蓋要求，所以Small Cell需要具備根據(jù)干擾情況自動(dòng)設(shè)定和調(diào)整自身的發(fā)射功率/導(dǎo)頻頻率的功能。

負(fù)荷均衡

Small Cell容量相對(duì)宏站較小，在業(yè)務(wù)分布不均的情況下難以避免部分Small Cell擁塞，而另一部分Small Cell空閑的情況。如何有效利用Small Cell資源，高效分流網(wǎng)絡(luò)流量，是業(yè)界研究的重點(diǎn)。比如負(fù)荷較高的Small Cell可以將部分用戶重定向到負(fù)荷較低的鄰區(qū)Small Cell。Small Cell還可通過(guò)CRE（Cell Range Exension）小區(qū)擴(kuò)展技術(shù)來(lái)吸收更多的宏站用戶，分流更多的宏站流量

優(yōu)化和運(yùn)維挑戰(zhàn)

隨著Small Cell引入LTE網(wǎng)絡(luò)，由于Small Cell部署位置靈活多變，數(shù)量龐大，配置參數(shù)復(fù)雜，在部署、運(yùn)維、優(yōu)化方面都存在很大的挑戰(zhàn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的智能化和簡(jiǎn)單化有前所未有的要求。對(duì)SON（Self-Orgnizted Network）自組網(wǎng)的要求十分突出，需要盡量減少網(wǎng)絡(luò)的人為干預(yù)。

LTE Small Cell關(guān)鍵技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)整體容量提升eICIC

通常的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)容量提升手段為使用更多的頻譜，并通過(guò)更新的技術(shù)手段來(lái)提升頻譜效率。但頻譜資源是稀缺的，運(yùn)營(yíng)商不可能為了提升網(wǎng)絡(luò)容量不斷購(gòu)買新的頻譜，而新的技術(shù)手段如4×4 MIMO、載波聚合又會(huì)增加系統(tǒng)設(shè)備的成本和復(fù)雜度并帶來(lái)更高的能耗，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)的終端也有很大的限制，只有部分最新的終端才能支持這些新的技術(shù)。而Small Cell相對(duì)上述方法來(lái)說(shuō)，是性價(jià)比和終端兼容性都非常好的手段，通過(guò)引入Small Cell來(lái)提升頻譜和覆蓋的空間效率，可以帶來(lái)數(shù)倍至數(shù)十倍的容量增益，極大程度上擴(kuò)展系統(tǒng)的容量。

引入Small Cell提升網(wǎng)絡(luò)整體容量的關(guān)鍵是做好干擾管理和宏微協(xié)同，所以根據(jù)不同的干擾強(qiáng)度和干擾場(chǎng)景有效控制Small Cell的發(fā)射功率和宏微之間調(diào)度資源的協(xié)同工作成為研究熱點(diǎn)。eICIC是在ICIC的頻域和功率控制的基礎(chǔ)上增加了對(duì)時(shí)間維度的劃分，使得不同小區(qū)的信號(hào)在時(shí)域上針對(duì)某些用戶是正交的。相比ICIC技術(shù)，eICIC不但可以降低業(yè)務(wù)信道間的干擾，也能降低控制信道間的干擾。

ABS是eICIC的關(guān)鍵技術(shù)。在已有宏站覆蓋的覆蓋場(chǎng)景，若引入Small Cell對(duì)業(yè)務(wù)熱點(diǎn)進(jìn)行吸熱，宏站對(duì)Small Cell干擾較強(qiáng)，導(dǎo)致Small Cell的小區(qū)平均吞吐量和頻譜效率下降，為了改善這種影響，3GPP定義了ABS（Almost Blank Subframe）技術(shù)。即在ABS子幀內(nèi)，控制信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)不被發(fā)送，僅傳輸參考信號(hào)和PSS/SSS、PBCH、SIB等必要的信號(hào)，且功率很低，宏站和微站根據(jù)各自用戶的被干擾情況選擇相應(yīng)的常規(guī)子幀和ABS子幀對(duì)用戶進(jìn)行調(diào)度，實(shí)現(xiàn)宏微之間的干擾協(xié)調(diào)。

ABS的配置是通過(guò)X2口或者OAM進(jìn)行傳遞。對(duì)于開(kāi)放式的Small Cell，通過(guò)X2口和宏站交互ABS配置；對(duì)于工作在CSG模式的Small Cell，通過(guò)OAM對(duì)宏站和SmallCell進(jìn)行ABS配置。

CRE方式允許用戶在接收Small Cell信號(hào)功率比較低的情況下接入小區(qū)，從而擴(kuò)大Hetnet異構(gòu)網(wǎng)中Small Cell的覆蓋范圍，使Small Cell基站更多地分擔(dān)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷。但用戶接入Small Cell的功率越低，下行的相對(duì)干擾會(huì)更大導(dǎo)致更低的信噪比SINR（包括控制信道和業(yè)務(wù)信道的SINR），會(huì)影響用戶的體驗(yàn)，所以CRE的控制要慎重，要根據(jù)負(fù)載和干擾情況綜合考慮。

時(shí)鐘同步

引入Small Cell后，為了支持ABS等宏微協(xié)同技術(shù)，需要宏微之間保持時(shí)鐘同步。目前常見(jiàn)的技術(shù)有GPS、1588 V2、網(wǎng)絡(luò)偵聽(tīng)NWL（Network Listening）。GPS因?yàn)槭覂?nèi)信號(hào)不好應(yīng)用起來(lái)局限性較大，只適用Small Cell室外場(chǎng)景；1588 V2技術(shù)成熟，是優(yōu)選的時(shí)鐘同步方案；網(wǎng)絡(luò)偵聽(tīng)則是一種新興的技術(shù)，是通過(guò)偵聽(tīng)周邊基站的信號(hào)來(lái)獲取同步，優(yōu)點(diǎn)是方便靈活，缺點(diǎn)是沒(méi)有宏站信號(hào)后信號(hào)微弱的區(qū)域無(wú)法應(yīng)用。

SON

SON是LTE組網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，目的是實(shí)現(xiàn)快速組網(wǎng)，縮短網(wǎng)規(guī)時(shí)間，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和調(diào)整。SON的主要功能有P&P（即插即用）、ANR（自動(dòng)鄰區(qū)規(guī)劃）、MLB（移動(dòng)負(fù)載均衡）、MRO（切換自優(yōu)化）等。Small Cell網(wǎng)絡(luò)通過(guò)引入Sniffer（網(wǎng)絡(luò)探測(cè)）功能，實(shí)現(xiàn)Small Cell主動(dòng)偵聽(tīng)周邊基站的小區(qū)信號(hào)，獲取頻點(diǎn)、小區(qū)ID、導(dǎo)頻強(qiáng)度等信息，作為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的依據(jù)，使SON的各項(xiàng)功能更加智能。比如通過(guò)Sniffer獲取鄰區(qū)信息后，Small Cell可以結(jié)合Sniffer報(bào)告和UE的測(cè)量報(bào)告自動(dòng)配置鄰區(qū)，當(dāng)Sniffer信息發(fā)生改變時(shí)，也可以對(duì)鄰區(qū)列表進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。還可以根據(jù)Sniffer信息自動(dòng)調(diào)整導(dǎo)頻功率和優(yōu)化切換參數(shù)，使得網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)更加智能。

LTE Small Cell的業(yè)務(wù)應(yīng)用

Small Cell除了提供無(wú)線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)外，由于成本低、覆蓋好、接口豐富，讓運(yùn)營(yíng)商有能力提供更多新的增值業(yè)務(wù)。比如定位，Small Cell的覆蓋范圍較小，所以其定位精度較宏站有很大的提高，特別適合于室內(nèi)沒(méi)有GPS信號(hào)的基于位置的應(yīng)用，如大型商場(chǎng)的商鋪定位、博物館導(dǎo)航等。 Small Cell還可作為分布式業(yè)務(wù)平臺(tái)進(jìn)行業(yè)務(wù)發(fā)布，如發(fā)布企業(yè)廣告、商品打折信息。Small Cell還可與家庭網(wǎng)關(guān)、企業(yè)網(wǎng)關(guān)、企業(yè)信息機(jī)之類的設(shè)備集成，成為全新的業(yè)務(wù)融合平臺(tái)，真正實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)、TV、固定和移動(dòng)的多重播放平臺(tái)。

將來(lái)的Small Cell將可以同時(shí)支持3G、LTE和WiFi，建立更加彈性的高速連接，并且可以基于不同的用戶類型、服務(wù)類型、服務(wù)質(zhì)量要求和網(wǎng)絡(luò)擁塞情況在不同制式的網(wǎng)絡(luò)間進(jìn)行無(wú)縫切換，形成一個(gè)無(wú)邊際的Super Net。將來(lái)的Small Cell將更加多模、智能、融合，進(jìn)一步融合物聯(lián)網(wǎng)、NFC、高清電視盒、視頻監(jiān)控、企業(yè)廣播平臺(tái)、家居智能控制，向云化、社交化、人工智能、集成化、自動(dòng)化發(fā)展，成為無(wú)所不能的Super Cell。

中興通訊LTE Small Cell基于業(yè)界領(lǐng)先的SDR平臺(tái)，通過(guò)軟件配置，實(shí)現(xiàn)FDD LTE和TDD LTE的切換；產(chǎn)品系列多樣化，可以滿足運(yùn)營(yíng)商各種場(chǎng)景的部署需求，助運(yùn)營(yíng)商輕松應(yīng)對(duì)LTE挑戰(zhàn)。

https://www.zte.com.cn/china/about/magazine/zte-technologies/2013/12/cn_940/414779.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的全面认识Small Cell的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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