一、small cell是Femtocell的延伸和擴展

Small Cell是低功率的無線接入節點，工作在授權或非授權的頻譜，其特點在于：小型化、低發射功率、可控性好、智能化和組網靈活，從發射功率看，典型發射功率在100mW到5W之間;從重量看，普遍重量在2到10kg之間;從組網方式看，支持包括DSL/光纖/WLAN及蜂窩技術在內的多種技術的回傳，可直接接入固定網絡或移動核心網;而且還具備自動鄰區發現、自配置等SON功能。Small cell可以覆蓋10米的室內空間或野外2公里的范圍。

Small Cell源于最初為家庭場景設計的Femtocell，在3G發展中期，運營商苦于室內數據流量大，而宏蜂窩往往難以覆蓋，因此借鑒了WLAN的網絡架構，引入了Femtocell，分流宏蜂窩流量壓力，并解決室內覆蓋難的問題。但針對家庭市場的Femtocell并未取得市場的認可，由于其在家庭中使用，安裝、運維又屬于運營商，而且與WLAN應用場景非常接近，因此沒有形成真正的大規模應用。

不過，智能終端和移動互聯網的發展，移動數據流量爆發式增長，據思科2014年發布的數據顯示，預計到2018年全球移動數據流量的規模將達到15.9EB，比2013年增長將近11倍。盡管移動通信技術演進到4G，傳輸速率得到了成倍的提升，但仍然無法與用戶需求增速相比，同時4G時代可用頻率資源日益減少，需要利用高頻段在密集城區布網，但頻段越高宏蜂窩基站對室內的穿透能力就越弱，而且基站密度也需大幅提升，在室內場所建設新站的局限性越來越大。因此運營商迫切需要既能分流宏蜂窩流量又布網簡單易行的解決方案。現在Femtocell不再局限于家庭市場，應用場景更為廣泛，并且與picocell、microcell等統稱為small cell，在4G網絡建設方面起到日益重要的作用。

二、small cell應用場景

部署LTE與3G所不同的是， 運營商需要盡可能早的部署small cell，而不必等宏站容量不夠時才考慮。這樣能減少宏網的龐大部署開銷，并快速提高系統容量和用戶體驗，縮短LTE的成熟周期。

LTE網絡運營初期可以首先部署small cell于如下場景：

1、 在城市宏站覆蓋盲區，形成LTE全面覆蓋。因LTE初期會盡量利用已有的站址，而現有的站址設計主要為2G/3G覆蓋設計，LTE系統可能會存在覆蓋盲區。但由于站址已經很密，繼續加密非常困難。small cell由于體積小、組網靈活，且天線內置，適合用于城市地區的補盲，尤其是在宏蜂窩不便部署的區域，如居民住宅小區，旅游景區，small cell更加可行。

2、 商務區及重點熱點區域，如機場候機廳等大型交通樞紐。由于初期的LTE用戶集中在數據卡和高端用戶，這些區域的使用體驗直接影響用戶對LTE網絡質量評價，所以這些區域在LTE初期就會被重點考慮。這些區域宏站難以提供好的信號覆蓋和性能體驗，而室內分布系統升級到LTE MIMO的成本較高。這時small cell是較好的替代方案，small cell可用于增強室內深層次覆蓋以及室外末梢弱覆蓋區域的信號強度。

3、 對于郊區和偏遠地區的孤島覆蓋，相對于成本較高的宏站點，small cell也是性價比更高的解決方案。一個2*5W的small cell在這種無高樓及低業務量的場景下，最遠可覆蓋達2公里。

網絡運營中期，隨著業務增長，small cell可以逐步增加，或實現區域的連續覆蓋，與宏網組成完善的異構網絡。為給更多的室內用戶持續提供更佳的用戶體驗，此時可以考慮室內型small cell部署，以代替室內分布系統。

三、small cell部署的挑戰

small cell***的挑戰來自于與宏蜂窩網絡的協同。由于Small Cell部署的隨機性和密集性，造成了網絡規劃和優化存在一定困難，與宏蜂窩進行同頻組網時，small cell的部署位置和覆蓋范圍受限，只可部署在盲點和小區邊緣。和宏站重疊部署時，需要一些抗干擾功能支持，需與宏站協同優化，難度較大。而異頻組網下的small cell，因無干擾問題，可不受位置限制，易于規劃，可以高密度部署，可增加微基站的覆蓋范圍，small cell可以獨立組網和優化。異頻部署small cell能夠***化的分流宏網數據流量，有效改善投資回報。目前美國FCC正在探討將3.5Ghz專門用于small cell。此外，3GPP已從2007年開始在LTE中引入SON(自組織網絡)技術，使用智能識別、智能調度等技術將解決宏基站與small cell協同工作的難題。

Small Cell面臨的另一個問題在于回傳方案。普通的LTE基站主要采用PTN回傳，需要專門的傳輸設備和單獨的環境。而Small Cell比宏蜂窩基站數量大大增加，網絡的設計必須考慮支持更多的端點，網絡維護和管理必須具備可擴展性;small cell 的部署位置更加多樣化，可分布在體育館內、建筑物中、公共線桿上、大街上的裝飾燈柱上等等，這種多樣化的部署地點對回傳網絡帶來新的挑戰。運營商需要靈活多樣的接入方式進行連接，諸如光纖、銅線和各種微波技術，以滿足各點的業務需求，并保證低成本。目前運營商正在探索多種回程方案，如利用GPON或TDD頻譜，如Vodafone采用2.6GHz TDD頻譜為西班牙巴塞羅那的微蜂窩網絡提供無線回傳，解決熱點區域數據流量擁塞問題。

四、small cell應用前景

隨著4G網絡在全球的部署加速，運營商對于small cell也日益關注。根據咨詢公司Infonetics Research的***調查結果顯示，80%的運營商計劃在2014年使用small cell，而75%的運營商將使用這類基站提供更高的移動寬帶吞吐量。

當前，全球主要運營商都已將小型基站作為4G網絡部署的重要手段。韓國運營商SKT已經推出了***個LTE小型基站。日本DoCoMo在2014年將建成2萬多個基站，其中一半以上將是small cell基站。美國AT&T計劃2014年年底或2015年初部署支持3G、4G和WiFi的多模small cell，未來還將部署LTE單模small cell基站。我國市場，中國移動也在大力推動TD-LTE小型基站的產品成熟，目前已處于規模試驗的準備階段，初期主要用于不具備宏蜂窩部署條件地區的補盲應用，以及樓宇穿透覆蓋。全球主要設備制造商也都已將small cell作為重要的發展方向，阿朗、華為、愛立信均推出了small cell產品，其中阿朗推出的lightRadio MRO微基站是基于貝爾實驗室研創的“靈云無線” 技術，融合了天線和射頻單元，體積輕巧，安裝便捷，已經應用于北美和國內運營商網絡中。根據ABI公司預測，2014年LTE小型基站的銷售量將達到12.7萬，其市場份額從2014年到2016年還將會進一步迅速增長，2016年Small Cell收入將增至44.44億美元，約占整個LTE市場的23.9%。總之，small cell在4G網絡建設中的重要地位將日益突出。