5G進(jìn)行時(shí)
5G，無(wú)疑是2019年最熱的詞之一。近日，在北京發(fā)布的《全球傳播生態(tài)藍(lán)皮書(shū)：全球傳播生態(tài)發(fā)展報(bào)告（2019）》指出，未來(lái)10年內(nèi)5G用戶(hù)的月平均數(shù)據(jù)流量將增長(zhǎng)7倍，而其中90%的數(shù)據(jù)流量將由視頻應(yīng)用消耗。
許多業(yè)內(nèi)人士對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者表示，到了5G時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量有可能增加不止7倍，而是1000倍，需要更多的基站作為支撐，以提升系統(tǒng)容量，減少信號(hào)覆蓋盲區(qū)。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就要以點(diǎn)面結(jié)合的方式，搭配部署大小基站，“織”出一張立體化的5G網(wǎng)絡(luò)。而要想“織”好這張網(wǎng)，就需要用上5G超密集組網(wǎng)技術(shù)。
那么，什么是超密集組網(wǎng)技術(shù)？為什么在5G時(shí)代，需要應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)？針對(duì)上述問(wèn)題，科技日?qǐng)?bào)記者采訪(fǎng)了業(yè)內(nèi)相關(guān)專(zhuān)家。
傳統(tǒng)架構(gòu)難以滿(mǎn)足5G傳輸要求
當(dāng)前，隨著各種智能終端和5G網(wǎng)絡(luò)的普及，移動(dòng)數(shù)據(jù)流量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。
一條條數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)，如同一條條公路，而移動(dòng)數(shù)據(jù)如同行駛在上面的車(chē)輛。進(jìn)入5G時(shí)代，“汽車(chē)”數(shù)量激增，如何才能緩解日益擁堵的“交通狀況”？
提升“汽車(chē)”通行速度，即提升數(shù)據(jù)傳輸速率，成為一種可行的技術(shù)方案。
但應(yīng)用傳統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，如編碼技術(shù)、調(diào)制技術(shù)、多址技術(shù)等，最多只能將數(shù)據(jù)傳輸速率提升約10倍。即便再增加頻譜帶寬，也只能將傳輸速率提升幾十倍，遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足5G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸要求。
“因此，為滿(mǎn)足未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量增加1000倍以及用戶(hù)體驗(yàn)速率提升10倍到100倍的需求，除了增加頻譜帶寬、利用先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)外，還需增加單位面積內(nèi)小基站的部署數(shù)量，即利用超密集組網(wǎng)技術(shù)，以進(jìn)一步提升頻譜利用效率，加快數(shù)據(jù)傳輸速率?！碧旖虼髮W(xué)智能與計(jì)算學(xué)部教授王曉飛在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪(fǎng)時(shí)表示。
此外，由于相較3G、4G，5G信號(hào)的頻率較高，頻率高導(dǎo)致信號(hào)傳播距離變短，單個(gè)5G基站發(fā)出的信號(hào)覆蓋面積變小，因而需要部署更多的基站。具體來(lái)看，據(jù)中國(guó)信息通信研究院副院長(zhǎng)何桂立預(yù)測(cè)，5G宏基站數(shù)量約為4G基站數(shù)量的2倍以上，小基站數(shù)量約為4G宏基站數(shù)量的2倍到3倍。
資料顯示，常用的無(wú)線(xiàn)基站一般有4類(lèi)，它們是宏基站、微基站、皮基站和飛基站。其中，宏基站是指通信運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線(xiàn)信號(hào)發(fā)射基站，其覆蓋距離較遠(yuǎn)。
“傳統(tǒng)以宏基站為主、以區(qū)域覆蓋為目的的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在5G時(shí)代恐難以應(yīng)對(duì)通信業(yè)務(wù)需求爆炸式增長(zhǎng)的挑戰(zhàn)，而超密集組網(wǎng)技術(shù)被認(rèn)為是解決此難題的創(chuàng)新性技術(shù)之一?！敝袊?guó)信息消費(fèi)聯(lián)盟理事長(zhǎng)項(xiàng)立剛在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)。
點(diǎn)面結(jié)合組成立體網(wǎng)絡(luò)
據(jù)了解，宏基站是如今應(yīng)用較為廣泛的通信基站，但在球場(chǎng)、商場(chǎng)、飛機(jī)場(chǎng)、酒店等人群密集的區(qū)域，需要部署更多的宏基站，才能滿(mǎn)足5G大流量數(shù)據(jù)的傳輸需求。
“為宏基站選址，需要考慮基站的物理位置、基站的機(jī)房要求等，在人群密集的區(qū)域，選址相當(dāng)困難，很難通過(guò)密集部署宏基站的方式去滿(mǎn)足5G數(shù)據(jù)傳輸需求?！蓖鯐燥w說(shuō)。
“小基站正好能彌補(bǔ)宏基站的不足?！蓖鯐燥w補(bǔ)充道，小基站體積小，可被靈活地部署在人群或建筑群密集的地方，解決宏基站信號(hào)覆蓋不足的問(wèn)題。在人群密集的熱點(diǎn)區(qū)域，由于功率小，小基站能在更小范圍內(nèi)提升頻譜利用效率，加快數(shù)據(jù)傳輸速率。
“簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，超密集組網(wǎng)技術(shù)就是以宏基站為‘面’，在其覆蓋范圍內(nèi)，在室內(nèi)外熱點(diǎn)區(qū)域，密集部署低功率的小基站，將這些小基站作為一個(gè)個(gè)‘節(jié)點(diǎn)’，打破傳統(tǒng)的扁平、單層宏網(wǎng)絡(luò)覆蓋模式，形成‘宏—微’密集立體化組網(wǎng)方案，以消除信號(hào)盲點(diǎn)、改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋環(huán)境?！表?xiàng)立剛說(shuō)。
據(jù)專(zhuān)家測(cè)算，在5G超密集組網(wǎng)場(chǎng)景中，將部署超過(guò)現(xiàn)有站點(diǎn)10倍以上的各種小型基站，在宏基站覆蓋區(qū)域內(nèi)，小基站的站點(diǎn)間距將保持在10米到20米之間。
項(xiàng)立剛指出，使用超密集組網(wǎng)技術(shù)，可獲得更高的頻率復(fù)用效率，在局部熱點(diǎn)區(qū)域，還可實(shí)現(xiàn)百倍量級(jí)的系統(tǒng)容量提升，該技術(shù)能被廣泛應(yīng)用在辦公室、住宅區(qū)、街區(qū)、學(xué)校、大型集會(huì)現(xiàn)場(chǎng)、體育場(chǎng)、地鐵站等場(chǎng)景中。
“但需注意的是，隨著基站部署密度的增加，超密集組網(wǎng)技術(shù)也將面臨許多挑戰(zhàn)。比如，因各個(gè)發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離較小而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)干擾，以及隨著基站數(shù)量增多，部署成本上漲等問(wèn)題?！蓖鯐燥w表示，為了應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者已著手研究接入和回傳聯(lián)合設(shè)計(jì)、干擾管理和抑制、小區(qū)虛擬化、邊緣計(jì)算等技術(shù)，希望借助科技手段來(lái)不斷完善超密集組網(wǎng)技術(shù)，加快5G部署進(jìn)程。
