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5G发展小基站的重要性提升 大小基站共存成为关键

导读: 在3GPP发布的5G发展目标中,整体系统容量要比4G提升1,000倍。为达成这项目标,小型基地台将是不可或缺的要素。因此,相较于以大型基地台为主的4G,5G网络架构将是大小共存的状态,如何让两者共存于5G网络架构中,是目前业界正在努力克服的技术难题。

OFweek电子工程网讯 在3GPP发布的5G发展目标中,整体系统容量(Capacity)要比4G提升1,000倍。为达成这项目标,小型基地台(Small Cell)将是不可或缺的要素。因此,相较于以大型基地台为主的4G,5G网络架构将是大小共存的状态,如何让两者共存于5G网络架构中,是目前业界正在努力克服的技术难题。

台湾资通产业标准协会(TAICS)秘书长暨工研院资通所副所长周胜邻指出,无论是大型基地台还是小型基地台,一个区域里基地台越多,该行动网络的系统容量也就越大。一个大基站涵盖的半径,可以从500公尺~2公里,但容量却是固定的,因此范围布得越广,单一用户可以分享到的容量就越小,容易造成拥塞。如果能透过小型基地台组网,便可把不同用户分散到这些基站去,进而让容量增加。

未来5G小基站的观念,会是在大型基地台底下,再布建好几个小型基地台。周胜邻举例,以台北市东区的面积来说,一座大型基地台的讯号涵盖范围已经足够,但考虑到当地人潮拥挤、行动网络的流量也高,因此网络容量必须更大,才能满足用户需求。在SOGO等人潮聚集的地区再布建几个小基地台,便可有效提高网络容量。

但如此一来,大小基地台必须能彼此协调,否则反而会互相干扰。这对基地台规画(Cell Planning)来说,是新的挑战。目前大小基地台共存,仍存在讯号干扰的问题。除此之外,小基站彼此如果布得太密,也会有干扰的问题。

因此,增加小型基地台所能扩增的网络容量,还是有其极限。以目前的技术来看,利用小型基地台,最多可把网络容量增加2~5倍。

以中国移动为例,目前该公司是采用大小基地台异频运作的方式来降低干扰问题。因为频率不同的关系,该方式能成功避免大小基地台相互干扰。不过,此作法可能难以应用在台湾,因台湾电信商的数量较多,每家厂商的频谱资源都很有限,单一电信业者很难有如此多的频率可以使用。

为什么需要5G小基站

5G通讯世代。5G通讯网络将一改过去高度仰赖大型基地台的布建架构,而大量使用小型基站,让电信营运商能以最具成本效益的方式弹性组网,从而提高网络密度与覆盖范围,达到比4G技术更高的传输率和网络容量。

提升网络容量/传输率5G转向高密度小基站组网超高解析度视讯串流、云端服务和休闲娱乐服务的兴起,以及愈来愈多元的无线装置,包括智能手机、平板电脑和机器间相互通讯的可编程环境,预估未来20年的资料传输量将成长一万倍。

为满足这些需求,电信解决方案供应商诺基亚网络(Nokia Networks)认为,5G将是一个可扩充又弹性的服务系统,可在关键性的时机和地点,提供接近零延迟(Zero Latency)的Gigabit体验。此外,5G因具备更高的峰值资料速度,提升「每个地方」的资料速率,延迟降为十分之一,更能让使用者享受到比4G至少高出十倍的体验品质。

在5G行动通讯时代下,预估使用案例和相关应用的种类将更为广泛,包括视讯串流、扩增实境(Augmented Reality)、不同的资料分享方式,以及各式各样的机器类型应用,如车辆安全、各种感测器和即时控制等。未来,5G在2020年导入、2030年充分运作后,还必须能弹性支援我们尚未了解、尚不知道的全新应用。除了使用6GHz以下更多传统的无线接取频段,5G也将运用6G-100GHz之间的大量频谱,这些频段拥有不同的频道特性,因此,使用这些频谱须采用一种以上新的无线接取技术。目前虽然有业者考虑将长程演进计画(LTE)空中介面(Air-Interface)延伸到6GHz以上的频率,但事实上,我们可以针对特定的挑战,设计更简单和更有效率的空中介面。

对终端使用者来说,5G应该是通畅而无感觉的,且5G应是个单一系统,能保证一致的使用者体验;而行动网络营运商则期望能轻松、直接地部署和维运5G网络,因此在技术上,5G系统必须能紧密整合原来的系统,如LTE及其藉由单一无线接取网络(Radio Access Network, RAN)解决方案而演进的技术,这种方式不但能简化从2G到5G的管理工作,也让营运商能循序渐进导入5G。

网络和部署的弹性、空中介面的新设计,有助于抑制功耗的成长。无线链路两端装置的每位元传输功耗必须大幅减少,例如,未连接装置和未满载运作的网络节点的功耗。

全方位的弹性设计,与现有技术极度紧密整合的途径,都是供应商主要的优先考量事项。

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责任编辑:lin
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