应对高密度挑战 Wi-Fi转型小基站式架构

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在过去的几十年中，蜂窝网络的扩张和演变已十分惊人。最初为语音通信设计的网络已经可以适应越来越高的数据流量负载。这种增长一直以来依靠一种宏基站网络(macro cell)来平衡无线覆盖和容量。
           
          智能手机、笔记本电脑和日益兴起的平板电脑驱动了移动数据业务的迅速发展，加速了数据流量的增长，在很多高密度的地方，宏基站网络已经无法满足用户的需求。将LTE引入宏网络只能提供有限并短暂的帮助，因为流量增速大于其能够负载的容量增量。
           
          尽管宏网络将继续提供基本的广域覆盖和对高移动性的用户支持，但运营商们已经开始寻找其他的解决方案以提高在高流量地区的容量。在城市或机场、体育馆这种用户密度高、使用需求大的地方，Wi-Fi分 流(Wi-Fi offload)是一种最为广泛并被成功采用的解决方案。同时，运营商也在探索更多的解决方案，如家庭基站，用来提升蜂窝在住宅区的覆盖和容量;小基站底 层(small cell underlay)，用来应对高容量密度，并补充和加强他们的Wi-Fi和宏观部署。
           
          没有一种单独的产品或技术能够承载现在和未来的数据流量增长，多种解决方案协同是大势所趋。对移动运营商来说，最大的挑战不是选择哪一种解决方案，而是如何整合各类技术、如何找到平衡点、最大化他们的累计效益以及如何利用现有的资产以促进网络演化。
           
          运营商需要一张长期、多步骤战略的发展蓝图，提升RAN容量密度，满足高流量地区用户对数据业务的需求。Wi-Fi技术为移动数据分流而服务，是最有效和经济的方法之一。基于Wi-Fi，运营商可以迅速实现容量的激增，成功应对高密度区域的挑战。
           
          从长期来看，移动运营商能够通过LTE小基站获得二次的容量提升，并通过Wi-Fi接入点定位、共享场地租赁协议与回传的方式来削减成本、降低复杂 性。Wi-Fi和LTE小基站的整合能够帮助运营商在RAT上优化网络利用率，为用户提供更优异的性能并创造一种无缝的复合RAT体验。
           
          超越宏蜂窝网络
          如今，宏蜂窝网络通常提供对整个移动运营商覆盖区域的网络覆盖。提升容量的常规解决方案是在同一区域中置入更多的基站单元。这种方法在一定时间内奏 效，然而因为种种理由，它所能获得的回报却随着流量的增长而递减。因而，任何通过增加单元数量的方法来提升容量的尝试都会变得日益昂贵，产生较小的边际改善。
           
          想要提供足够的容量增长以应对移动网络带宽需求的爆炸式增长，我们需要一种新方法。这种方法的前提是使用低功耗、短距离设备，即采用以密集部署方式，更加靠近用户的Wi-Fi接入点或4G小基站设备。
           
          小基站迎接挑战
          小基站部署是最受全球移动运营商欢迎的一种长期战略，因为它们能够实现短期内容量的提升，并满足在高流量环境中适应高度本地化部署需求的灵活性和紧凑形态。然而，在计划一种小基站底层网络来帮助运营商最大化新网络收益、控制成本的时候，仍有以下几种挑战需要应对：
           
          固定安装的资产：需要大量节点，典型的小基站不会安装在像手机发射塔这种运营商习惯管理或租赁的电信资产上。增加的运营成本：尽管相较于宏基站模块，一个小基站的设备及安装成本相对较低，但其所在位置很多，因而安装和维护一个密集的小基站网络的总成本仍然是相当大的。
           
          寻求一种灵活的形态：小基站位置站点通常在设备规格、电源及可用性等方面有着严格的限制，并较难保证。因此，灵活、紧凑、低功耗的形态因素可以大大加快部署速度，并降低安装和运营成本。大量的回传：需要一种非常适合于密集的城市环境和近地设备的回传解决方案。与蜂窝网核心的集成：小基站底层网络必须与EPC充分集成并支持SON，让运营商能够查看并管理用户的数据流量，支持移动性管理，减轻干扰，在不同RAT网络中实施统一的政策。
         
          Wi-Fi：小基站简单的升级
          大多数移动运营商不再把Wi-Fi分流和小基站看做是相互竞争的解决方案。他们意识到二者都在复合RAT、多层蜂窝网络中发挥着重要的作用，包括从宏基站到住宅用家庭基站。
           
          一旦移动运营商将Wi-Fi分流基础设施准备就绪，其实就已经完成了实施LTE小基站的大半工作。再加上早期的Wi-Fi“圈地”，它已经可以领先 于那些没有Wi-Fi分流的竞争对手，提供一个基于被许可的Wi-Fi接入点和小基站站点，并拥有电力、回传和租赁协议的网络。享有安装小基站的权利是降 低安装和运营成本、减少安装次数的关键。
           
          为了利用现有的Wi-Fi分流设施，小基站必须有一个足够紧凑的外形以适合Wi-Fi接入点的位置，可以是附加模块，也可以是独立单元，这样易于安装和更换，支持SON的功能，并与支持LTE宏网络的EPC充分集成。
           
          Wi-Fi与LTE共迎流量挑战
          尽管宏网络对于覆盖和支持高移动性用户来说还是十分必要的，但它已经无法提供所需的容量提升，甚至在部署LTE的基础上也是如此。为了保证对预期流 量负载的有效管理，增加在高流量城市区域的容量密度，大多数移动运营商正在部署或计划部署Wi-Fi接入点和4G小基站的底层网络。小基站在一个较小的范 围内更加接近用户，较宏基站而言能够提供更高的容量密度。越来越多地，Wi-Fi将与LTE底层并存，且双方都将在运营商的长期数据战略中发挥重要作用。
           
          Wi-Fi与LTE不仅能够一起操作，更为关键的是，它们能够在一个综合的部署战略中相互补充，利用下一代的无线、频谱技术和最低的TCO来提供最大的容量增长。
           
          一个IEEE 802.11n Wi-Fi分流解决方案的初始部署，能够立即为移动运营商带来容量提升，对用户手中大部分以数据为中心的设备来说都是可用的。但同样重要的是，移动运营商 能够在Wi-Fi基础设施这个平台上建立能被Wi-Fi和LTE小基站共享的站点网络，从而实现长期的数据战略。一旦他们决定推出LTE小基站，运营商就 可以简单地在其Wi-Fi接入点上添加一个LTE小模块，以便共享租赁费用及回程容量。