發布時間：2013-12-17 作者：申建華，李春旭，譚偉（中興通訊）

Small Cell是一種低發射功率，小范圍覆蓋的基站設備。Small Cell作為3G/4G宏蜂窩的補充，能夠使運營商以更低的代價為用戶提供更好的無線寬帶語音及數據業務。隨著LTE網絡容量的不斷提升，移動運營商正在為增長的數據流量發愁，很多運營商認為分流移動數據是高效使用無線頻譜資源的好辦法。Small Cell在這方面正扮演著越來越重要的角色，更多的Small Cell用來覆蓋盲區以及分擔流量壓力。Small Cell具有靈活、快速部署的優點，可以解決熱點吸收、盲點、弱覆蓋場景的網絡覆蓋問題，實現網絡無處不在。

1 Small Cell基本概念

Small Cell是低功率的無線接入節點，工作在授權的頻譜，覆蓋10~200m的范圍，相比之下，宏蜂窩的覆蓋范圍可以達到數公里。

Small Cell的產品形態比較靈活，可分為家用Femtocel（2×50mW）、室外Picocell（2×1W，室外補盲/吸熱）、室內Picocell（2×125mW，企業級室內覆蓋）、Microcell（2×5W，室外補盲），都由運營商來管理。
Small Cell可以用于室內和室外，進行覆蓋補盲、熱點業務吸收、提升網絡容量。Small Cell和宏蜂窩的多個層面組成了HetNet異構網絡，通過宏微協同技術以及抗干擾技術的聯合使用，網絡容量可以實現數倍甚至更高幅度提升，大大緩解無線網絡的容量壓力。

2 Small Cell為LTE帶來的改變

LTE具有大帶寬、高速率、低時延的特點，在LTE網絡中引入Small Cell可以大大提升網絡容量，優化網絡覆蓋，為用戶提供更好的使用體驗。Small Cell為LTE帶來的改變主要體現在如下幾個方面。

立體覆蓋優化

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、樹木的影響，覆蓋效果不均勻，存在大量的盲區。Small Cell體積小易安裝，可實現與天線的一體化安裝，節省站點成本，縮短施工周期，并實現精確覆蓋，可用于街道站、居民區深度覆蓋、補盲補熱等場景，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（見圖1）。

高容量室內覆蓋

據統計，移動寬帶網絡的主要業務發生在室內，室內業務占比接近70%，提升室內覆蓋的效果是運營商留住用戶的關鍵。

宏站信號穿透建筑物進入室內會有10dB左右的穿透損耗，室內語音覆蓋減弱，而數據業務覆蓋的衰弱更加明顯。現有的室內覆蓋DAS系統只支持單天線，無法支持LTE的MIMO多天線技術，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，協調物業困難，進場費高昂，工程量巨大，室內分布系統的建設和運行維護都面臨諸多限制。而且現有樓宇一般都有多家運營商的DAS系統，增加管線的空間不大，即使可行，也會影響樓宇的內墻面美觀，物業和業主都未必同意。在室內覆蓋中引入Small Cell產品，因為支持MIMO，可以大大提升室內覆蓋的容量。Small Cell可以直接部署在辦公區內或安裝在走廊，通過內置或外接天線對室內區域進行覆蓋，傳輸可使用大樓內的五類線或運營商的DSL或光纖網絡，方便靈活。

網絡整體容量提升

Small Cell引入宏網之后，通過多網元之間的協同和管理，引入有效的干擾管理算法和協同機制，在頻域、時域、空域三個維度上有效協同，可獲得網絡整體容量的顯著提升。在已經有了比較良好宏站覆蓋的前提下，通過部署Small Cell來提供更大的容量和吞吐速率。補熱引入可以有效吸收宏站小區中熱點區域的業務，減小宏站的業務負荷，增加宏微聯合覆蓋的小區的整體容量。

節能

對于終端，由于接收到的Small Cell的信號強度遠大于宏站的信號強度，手機可以用相對低的耗電量保持服務，其待機時間大大增加。結合DRX技術，可以進一步降低終端的功耗。

Small Cell LTE組網面臨的問題

鄰區管理和切換配置

Small Cell因部署位置和數量靈活多變，不合理的鄰區配置會導致網絡復雜，不利于規劃，也不利于移動性管理。過多的鄰區可能導致過多的切換，影響用戶體驗，嚴重消耗終端的能耗，并消耗網絡資源。需針對不同場景合理配置鄰區數量和切換參數，減少不必要的鄰區測量，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絡，如DSL，但公共網絡因同時承載固定寬帶用戶，其帶寬通常難以保證，經常發生擁塞。信令、OAM及交互業務對丟包和時延都要求很高，必須在傳輸層面保障不同業務的QoS（Quality of Service）。Small Cell回程網的QoS包含用戶數平面、管理平面、控制平面和同步等，這些數據對數據速率、報文延時/抖動、丟包率有較高要求。對于VoIP語音，低延遲和抖動是重要的，要有機制保證高優先的實時流（例如在擁塞情況）的端到端的性能要求。

在有線傳輸無法獲取的情況下可以采用無線傳輸，但需要考慮Small Cell與無線傳輸中繼節點之間的傳播壞境，當具備視距傳播條件時，可以使用微波傳輸，但在密集的都市環境下，可以利用非視距傳播技術（例如Relay）來解決傳輸中繼問題。

安全

Small Cell網絡安全維度從網元上分包括設備認證安全、接入安全、傳輸安全、防攻擊；從數據層次上可分為控制平面、用戶平面、管理平面。設備認證方面Small Cell與SeGW/HeMS之間必須進行雙向認證、完整性及私密性的保護。網管也必須支持安全傳輸。

干擾

Small Cell部署之后的干擾問題包括Small Cell與宏站的相互干擾、相鄰Small Cell之間的干擾、宏站終端用戶對微站接收的干擾。Small Cell和宏站之間的干擾可以通過異頻組網解決，但這適合于運營商頻譜資源比較豐富的情況。因為LTE一般都是宏微同頻組網，所以對于Small Cell的非補盲場景，需要宏微之間采用干擾協同策略，如ABS（Almost Blank Subframe）等。

當某宏站用戶穿越Closed CSG屬性的Smal lCell覆蓋區時，因為不能切入Small Cell，所以該用戶將受到Small Cell下行信號的較大干擾，同時此用戶的上行信號對Smal lCell的上行也會產生干擾，如何減少這種干擾對用戶的影響是需要深入研究的課題。

Small Cell發射功率過大容易對宏網或其他Small Cell設備產生干擾，發射功率過小又不能達到覆蓋要求，所以Small Cell需要具備根據干擾情況自動設定和調整自身的發射功率/導頻頻率的功能。

負荷均衡

Small Cell容量相對宏站較小，在業務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，高效分流網絡流量，是業界研究的重點。比如負荷較高的Small Cell可以將部分用戶重定向到負荷較低的鄰區Small Cell。Small Cell還可通過CRE（Cell Range Exension）小區擴展技術來吸收更多的宏站用戶，分流更多的宏站流量

優化和運維挑戰

隨著Small Cell引入LTE網絡，由于Small Cell部署位置靈活多變，數量龐大，配置參數復雜，在部署、運維、優化方面都存在很大的挑戰，對網絡的智能化和簡單化有前所未有的要求。對SON（Self-Orgnizted Network）自組網的要求十分突出，需要盡量減少網絡的人為干預。

LTE Small Cell關鍵技術

網絡整體容量提升eICIC

通常的無線網絡容量提升手段為使用更多的頻譜，并通過更新的技術手段來提升頻譜效率。但頻譜資源是稀缺的，運營商不可能為了提升網絡容量不斷購買新的頻譜，而新的技術手段如4×4 MIMO、載波聚合又會增加系統設備的成本和復雜度并帶來更高的能耗，對現網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。而Small Cell相對上述方法來說，是性價比和終端兼容性都非常好的手段，通過引入Small Cell來提升頻譜和覆蓋的空間效率，可以帶來數倍至數十倍的容量增益，極大程度上擴展系統的容量。

引入Small Cell提升網絡整體容量的關鍵是做好干擾管理和宏微協同，所以根據不同的干擾強度和干擾場景有效控制Small Cell的發射功率和宏微之間調度資源的協同工作成為研究熱點。eICIC是在ICIC的頻域和功率控制的基礎上增加了對時間維度的劃分，使得不同小區的信號在時域上針對某些用戶是正交的。相比ICIC技術，eICIC不但可以降低業務信道間的干擾，也能降低控制信道間的干擾。

ABS是eICIC的關鍵技術。在已有宏站覆蓋的覆蓋場景，若引入Small Cell對業務熱點進行吸熱，宏站對Small Cell干擾較強，導致Small Cell的小區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。即在ABS子幀內，控制信號和數據信號不被發送，僅傳輸參考信號和PSS/SSS、PBCH、SIB等必要的信號，且功率很低，宏站和微站根據各自用戶的被干擾情況選擇相應的常規子幀和ABS子幀對用戶進行調度，實現宏微之間的干擾協調。

ABS的配置是通過X2口或者OAM進行傳遞。對于開放式的Small Cell，通過X2口和宏站交互ABS配置；對于工作在CSG模式的Small Cell，通過OAM對宏站和SmallCell進行ABS配置。

CRE方式允許用戶在接收Small Cell信號功率比較低的情況下接入小區，從而擴大Hetnet異構網中Small Cell的覆蓋范圍，使Small Cell基站更多地分擔網絡的負荷。但用戶接入Small Cell的功率越低，下行的相對干擾會更大導致更低的信噪比SINR（包括控制信道和業務信道的SINR），會影響用戶的體驗，所以CRE的控制要慎重，要根據負載和干擾情況綜合考慮。

時鐘同步

引入Small Cell后，為了支持ABS等宏微協同技術，需要宏微之間保持時鐘同步。目前常見的技術有GPS、1588 V2、網絡偵聽NWL（Network Listening）。GPS因為室內信號不好應用起來局限性較大，只適用Small Cell室外場景；1588 V2技術成熟，是優選的時鐘同步方案；網絡偵聽則是一種新興的技術，是通過偵聽周邊基站的信號來獲取同步，優點是方便靈活，缺點是沒有宏站信號后信號微弱的區域無法應用。

SON

SON是LTE組網的關鍵技術，目的是實現快速組網，縮短網規時間，簡化網絡的維護和調整。SON的主要功能有P&P（即插即用）、ANR（自動鄰區規劃）、MLB（移動負載均衡）、MRO（切換自優化）等。Small Cell網絡通過引入Sniffer（網絡探測）功能，實現Small Cell主動偵聽周邊基站的小區信號，獲取頻點、小區ID、導頻強度等信息，作為網絡優化的依據，使SON的各項功能更加智能。比如通過Sniffer獲取鄰區信息后，Small Cell可以結合Sniffer報告和UE的測量報告自動配置鄰區，當Sniffer信息發生改變時，也可以對鄰區列表進行動態調整。還可以根據Sniffer信息自動調整導頻功率和優化切換參數，使得網規網優更加智能。

LTE Small Cell的業務應用

Small Cell除了提供無線網絡服務外，由于成本低、覆蓋好、接口豐富，讓運營商有能力提供更多新的增值業務。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，特別適合于室內沒有GPS信號的基于位置的應用，如大型商場的商鋪定位、博物館導航等。 Small Cell還可作為分布式業務平臺進行業務發布，如發布企業廣告、商品打折信息。Small Cell還可與家庭網關、企業網關、企業信息機之類的設備集成，成為全新的業務融合平臺，真正實現互聯網、TV、固定和移動的多重播放平臺。

將來的Small Cell將可以同時支持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、服務類型、服務質量要求和網絡擁塞情況在不同制式的網絡間進行無縫切換，形成一個無邊際的Super Net。將來的Small Cell將更加多模、智能、融合，進一步融合物聯網、NFC、高清電視盒、視頻監控、企業廣播平臺、家居智能控制，向云化、社交化、人工智能、集成化、自動化發展，成為無所不能的Super Cell。

中興通訊LTE Small Cell基于業界領先的SDR平臺，通過軟件配置，實現FDD LTE和TDD LTE的切換；產品系列多樣化，可以滿足運營商各種場景的部署需求，助運營商輕松應對LTE挑戰。

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

總結

以上是生活随笔為你收集整理的全面认识Small Cell的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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