超密集組網(wǎng)技術(shù)提高當下需求網(wǎng)速

5G，無疑是2019年最熱的詞之一。近日，在北京發(fā)布的《全球傳播生態(tài)藍皮書：全球傳播生態(tài)發(fā)展報告（2019）》指出，未來10年內(nèi)5G用戶的月平均數(shù)據(jù)流量將增長7倍，而其中90%的數(shù)據(jù)流量將由視頻應(yīng)用消耗。

到了5G時代，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，減少信號覆蓋盲區(qū)。為實現(xiàn)這一目標，就要以點面結(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時代，需要應(yīng)用這項技術(shù)？針對上述問題，科技日報記者采訪了業(yè)內(nèi)相關(guān)專家。

什么是超密集組網(wǎng)技術(shù)？如何滿足5G傳輸要求

當前，隨著各種智能終端和5G網(wǎng)絡(luò)的普及，移動數(shù)據(jù)流量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。

一條條數(shù)據(jù)傳輸線，如同一條條公路，而移動數(shù)據(jù)如同行駛在上面的車輛。進入5G時代，“汽車”數(shù)量激增，如何才能緩解日益擁堵的“交通狀況”？

提升“汽車”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)的無線傳輸技術(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，遠不能滿足5G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸要求。

“因此，為滿足未來5G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量增加1000倍以及用戶體驗速率提升10倍到100倍的需求，除了增加頻譜帶寬、利用先進的無線傳輸技術(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)，以進一步提升頻譜利用效率，加快數(shù)據(jù)傳輸速率。”天津大學智能與計算學部教授王曉飛在接受科技日報記者采訪時表示。

此外，由于相較3G、4G，5G信號的頻率較高，頻率高導致信號傳播距離變短，單個5G基站發(fā)出的信號覆蓋面積變小，因而需要部署更多的基站。具體來看，據(jù)中國信息通信研究院副院長何桂立預(yù)測，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，常用的無線基站一般有4類，它們是宏基站、微基站、皮基站和飛基站。其中，宏基站是指通信運營商的無線信號發(fā)射基站，其覆蓋距離較遠。

“傳統(tǒng)以宏基站為主、以區(qū)域覆蓋為目的的移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在5G時代恐難以應(yīng)對通信業(yè)務(wù)需求爆炸式增長的挑戰(zhàn)，而超密集組網(wǎng)技術(shù)被認為是解決此難題的創(chuàng)新性技術(shù)之一?！敝袊畔⑾M聯(lián)盟理事長項立剛在接受科技日報記者采訪時說。

超密集組網(wǎng)技術(shù)點面結(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、商場、飛機場、酒店等人群密集的區(qū)域，需要部署更多的宏基站，才能滿足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、基站的機房要求等，在人群密集的區(qū)域，選址相當困難，很難通過密集部署宏基站的方式去滿足5G數(shù)據(jù)傳輸需求。”王曉飛說。

“小基站正好能彌補宏基站的不足?！蓖鯐燥w補充道，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，解決宏基站信號覆蓋不足的問題。在人群密集的熱點區(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。

“簡單來說，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)外熱點區(qū)域，密集部署低功率的小基站，將這些小基站作為一個個‘節(jié)點’，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，以消除信號盲點、改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋環(huán)境。”項立剛說。

據(jù)專家測算，在5G超密集組網(wǎng)場景中，將部署超過現(xiàn)有站點10倍以上的各種小型基站，在宏基站覆蓋區(qū)域內(nèi)，小基站的站點間距將保持在10米到20米之間。

項立剛指出，使用超密集組網(wǎng)技術(shù)，可獲得更高的頻率復用效率，在局部熱點區(qū)域，還可實現(xiàn)百倍量級的系統(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)、學校、大型集會現(xiàn)場、體育場、地鐵站等場景中。

“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，因各個發(fā)射節(jié)點間距離較小而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)干擾，以及隨著基站數(shù)量增多，部署成本上漲等問題?！蓖鯐燥w表示，為了應(yīng)對上述挑戰(zhàn)，我國相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者已著手研究接入和回傳聯(lián)合設(shè)計、干擾管理和抑制、小區(qū)虛擬化、邊緣計算等技術(shù)，希望借助科技手段來不斷完善超密集組網(wǎng)技術(shù)，加快5G部署進程。