小型基站能否緩解物聯(lián)網(wǎng)頻譜資源短缺壓力？

　　物聯(lián)網(wǎng)(IoT)已成為技術(shù)產(chǎn)業(yè)的熱門話題。這一術(shù)語(yǔ)描述的是一種生態(tài)體系，在該體系中，消費(fèi)電子產(chǎn)品與電器可以聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)相互通信。隨著數(shù)以億計(jì)的IoT設(shè)備之間建立“互聯(lián)”，諸多權(quán)威專家，甚至技術(shù)創(chuàng)新者自己都在積極為即將到來(lái)的信息與通信基礎(chǔ)設(shè)施的重大變革做準(zhǔn)備。事實(shí)上，根據(jù)IDC分析師的預(yù)測(cè)，到2020年年末，全球聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備裝機(jī)總量將達(dá)2,120億臺(tái)，其中將有301億臺(tái)為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

　　盡管這些預(yù)測(cè)令人驚訝，但是IoT設(shè)備的積極影響所帶來(lái)的有關(guān)市場(chǎng)增長(zhǎng)的樂(lè)觀情緒也因一種擔(dān)憂而略打折扣，即：如何在網(wǎng)絡(luò)中管理這些設(shè)備所采集的海量數(shù)據(jù)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，這種擔(dān)憂只會(huì)加劇，并且這樣的推測(cè)是有充分理由的。

　　在IoT時(shí)代，人們可以實(shí)現(xiàn)這樣一些場(chǎng)景：車輛與沿路安置的內(nèi)置監(jiān)視器對(duì)話，以便更好地規(guī)劃交通路線;家用電器與智能電網(wǎng)相連，變得更加高效可靠。但這僅僅是一個(gè)方面。另一方面，對(duì)于本已壓力巨大的網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，這些互聯(lián)設(shè)備會(huì)進(jìn)一步加重其負(fù)擔(dān)，加劇現(xiàn)有的頻譜資源“短缺”現(xiàn)象。由此產(chǎn)生了大量引人關(guān)注的問(wèn)題：隨著數(shù)量日益激增的設(shè)備上消費(fèi)內(nèi)容的不斷增長(zhǎng)，IT管理員和數(shù)據(jù)中心應(yīng)該如何解決嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)堵塞問(wèn)題，確保用戶移動(dòng)接入服務(wù)的質(zhì)量?另外，服務(wù)提供商如何才能解決IoT網(wǎng)絡(luò)頻譜資源短缺的問(wèn)題?

　　盡管沒(méi)有能夠治愈一切網(wǎng)絡(luò)頻譜資源問(wèn)題的“靈藥”，但針對(duì)這一困境已有很多解決方案。其中一項(xiàng)目前已經(jīng)初獲成效有解決方案是：小型基站(SmallCell)。這種低功率的無(wú)線接入點(diǎn)包括Femtocell、Picocell和Microcell，可支持幾米到三公里范圍內(nèi)的語(yǔ)音、視頻和數(shù)據(jù)服務(wù)。如果與其它網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)(如更高效的Microcell和Wi-Fi分流)相結(jié)合，小型基站可為最終用戶提供更好的蜂窩和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，同時(shí)幫助服務(wù)提供商更好地管理數(shù)據(jù)流量。

　　但是，小型基站究竟能在多大程度上緩解頻譜資源短缺問(wèn)題呢?答案在于它的無(wú)線電技術(shù)。小型基站采用的是本地?zé)o線頻率，以免干擾大型基站。通過(guò)這一方式，這些無(wú)線電起到了一種“接入點(diǎn)”的作用，能有助于將數(shù)據(jù)流量從蜂窩基站無(wú)縫分流到本地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)流量分流，同一區(qū)域內(nèi)的每個(gè)人都能享受到更好的網(wǎng)絡(luò)連接。這樣不僅提升了用戶在家中、辦公室或公共場(chǎng)所的體驗(yàn)，還減少了用戶流失，幫助運(yùn)營(yíng)商贏得更大的市場(chǎng)份額。

　　因此，運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開(kāi)始在家庭中配置Femtocell，以便將覆蓋范圍延伸至接入受限或不可用的區(qū)域。企業(yè)/室內(nèi)蜂窩基站也非常適合運(yùn)營(yíng)商配置：例如，Picocell可以為網(wǎng)絡(luò)提供一定容量，以解決小型企業(yè)和零售應(yīng)用的熱點(diǎn)需求。與Picocell相似，Microcell可為一個(gè)有限區(qū)域提供網(wǎng)絡(luò)覆蓋，但該區(qū)域范圍較大(一般為三公里寬)，且通常為戶外。它們能為高密度公共空間(如購(gòu)物中心、體育館、酒店或交通樞紐站)的用戶提供網(wǎng)絡(luò)容量。

　　盡管現(xiàn)在超過(guò)一半的移動(dòng)流量是由宏網(wǎng)絡(luò)(MacroCell)處理的，但假以時(shí)日，流量會(huì)日益分散到各類小型基站(SmallCell)網(wǎng)絡(luò)中去，從而帶來(lái)巨大的市場(chǎng)機(jī)遇。

　　IoT時(shí)代的來(lái)臨帶來(lái)了更高的數(shù)據(jù)流量和蜂窩數(shù)據(jù)速度，從而給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了更大的壓力，服務(wù)提供商逐漸開(kāi)始轉(zhuǎn)向以太網(wǎng)和室內(nèi)、鄉(xiāng)村和戶外的小型基站，以提升蜂窩網(wǎng)絡(luò)的性能。但前方并非沒(méi)有挑戰(zhàn)。

　　例如，在鄉(xiāng)村環(huán)境中，小型基站面對(duì)的問(wèn)題是缺乏回程條件和電源，并且移動(dòng)電話還處于很高速的運(yùn)動(dòng)中，因此在鄉(xiāng)村公路上保持通話依然是很不容易的。在都市環(huán)境中，戶外小型基站所面對(duì)的問(wèn)題同樣嚴(yán)峻，包括：最挑剔的顧客、缺乏適當(dāng)場(chǎng)所、大量不同運(yùn)動(dòng)速度中的移動(dòng)電話以及來(lái)自宏網(wǎng)絡(luò)(MacroCell)和其它小型基站的干擾。這些困難中有一部分可以通過(guò)綜合使用各種無(wú)線數(shù)據(jù)技術(shù)來(lái)克服，具體做法是利用多種技術(shù)來(lái)獲取各種點(diǎn)滴流量，匯合起來(lái)為移動(dòng)設(shè)備提供所需的帶寬。這些異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(HetNets)在大量許可(3G、LTE)和非許可(802.11x)頻譜中均有效，且可將MacroCell、Pico/SmallCell和住宅接入點(diǎn)(Femtocell)結(jié)合起來(lái)。

　　小型基站關(guān)鍵技術(shù)的開(kāi)發(fā)也同樣重要，它們是實(shí)現(xiàn)用于無(wú)線接入的3G/LTE/Wi-Fi和用于回程的PoE/有線/PON/無(wú)線接入的基本構(gòu)件。這些技術(shù)包括能將射頻接收器與基帶調(diào)制解調(diào)器整合的住宅用小型基站SoC、用于企業(yè)和都市3G/LTE小型基站網(wǎng)絡(luò)的雙模小型基站SoC、甚至用于整合了回程網(wǎng)絡(luò)的小型基站高級(jí)平臺(tái)等等。這些對(duì)于在IoT時(shí)代保持人與人之間的互聯(lián)性都是至關(guān)重要的。

　　歸根到底，沒(méi)有一家運(yùn)營(yíng)商或科技公司能獨(dú)立解決所有難題。但是，當(dāng)所有產(chǎn)業(yè)人士聯(lián)合起來(lái)為人們提升互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量時(shí)，巨大的機(jī)遇在等著我們——到2016年，小型基站技術(shù)的開(kāi)發(fā)與配置會(huì)帶來(lái)高達(dá)220億美元的價(jià)值，而這一過(guò)程才剛剛開(kāi)始。