5G时代的宏基站外为什么还要建设微基站?

去年以来,全球 5g 规模商用步伐加快,预计 2020 年即将发布的 3gpp 5g r16 标准将支持和催生更多 5g 行业应用。
3月5日,我国首个5g微基站射频芯片yd9601研发流片成功,进入封装测试阶段。领衔这项开发的国家特聘专家、美国麻省理工学院博士王俊峰介绍说,5g基站分为宏基站和微基站两种,宏基站主要用于室外覆盖,微基站发射功率较小,主要用于室内场景。由于5g在行业场景中对带宽的要求没有运营商场景高,所以将更多地通过微站进行部署。
从2g到4g,运营商只需要建设一个高高的铁塔,搭载一个宏基站,就能满足方圆数平方公里内的通信需求。到了5g时代,为何在宏基站地之外还要建设微基站?微基站的发展,将对人们的无线通信、工业互联网的数据传输和我国的通信产业带来哪些改变?科技日报记者为此走访了相关高校和企业,听听专家怎么说。
微基站
5g为何需要建设微基站
5g时代,为何在宏基站之外还要建设微基站?理论上讲,要提升无线系统的容量,主要有三种方式:增加单位面积中蜂窝基站数量、增加频谱和提升空口效率。我们不妨拿身边的路由器作个对比。
网线接到家中,需要一个路由器发射/接收信号。早在数年前,双频路由器就已普及,其说明书都会提示:2.4g hz频段传输速率一般但穿透能力较强,5g hz频段传输速率较高但穿透能力较差。所以,家庭路由器是2个频段同时打开,让我们自由选择。而5g网络蜂窝基站的数量将会比wifi还密,并且不得不用更高频率的频谱以增加容量,所以需要部署更多的5g微基站。
如果我们把路由器看作基站,那么信号的好坏与频段有直接的关系。
翻开人类无线通信发展史,我们会发现频率越来越高。以我国为例,2g的工作频段主要是900mhz和1.8g hz,3g和4g工作频段主要为1.9g hz、2.1 g hz和2.6 g hz,在即将到来的5g时代,将主要集中在两个频段:3.3-3.6ghz、4.8-5ghz频段。
这是因为人们对无线通信提出的要求也越来越高,“过去的无线通信是语音网,现在则是数据网,频率越高所能提供的带宽也就越大,就好比4车道的高速公路比2车道跑的车多,而且速度还快。”东南大学信息科学与工程学院教授张川说。
在3g时代,cdma的信道带宽是1.25mhz,wcdma的信道带宽是5mhz;4g时代,lte支持的信道带宽最大是20mhz;5g时代,在6ghz以下,信道带宽最大是100mhz,在毫米波信道带宽可达400mhz。
但是,频率过高也会带来新问题。“无线频率越高,穿透性就越差,同等面积必须建设更多的基站来完成覆盖,组网成本就比较高。”中科智达物联网系统有限公司董事长许欣介绍说。
张川说,运营商会根据需求在人流密集、信号较差的地方建设微基站。可以预见,在5g时代,宏基站与微基站的建设将齐头并进。
微基站的构架
微基站也是一个大家庭
在2g-4g时代,运营商会根据用户反馈,对信号不好的地方进行补盲,但是补盲的方式一般是增设天线。而在5g时代,简单地增设天线已无法满足用户需求。因此,根据不同的应用场景,派生出不同的微基站。

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