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融合载波、飞蜂窝和频谱效率:对传统户外小蜂窝部署的重新思考

乔伊Padden

乔伊Padden
杰出的技术专家,无线技术

2018年11月15日

在蜂窝网络的世界里,任何新一代(G)的发布,其目标都是在频谱效率方面超越上一代,即你可以在你的一小段电波中容纳多少比特。对于电信爱好者来说,这是用每秒每赫兹(bps/Hz)的比特数来表示的。从3G到5G,频谱效率峰值从3G的1.3 bps/Hz,到4G LTE的16 bps/Hz,再到30个基点/赫兹和LTE-A,到a145 bps/Hz用5g(在实验室)。

这是有道理的:频谱是一种昂贵而有限的资源。运营商为获得的每一个兆赫支付数十亿美元

事实并非如此

不幸的是,实际部署的移动网络的频谱效率远没有那么高。2017年的一项研究LTE网络的频谱效率平均约为1 bps/Hz,峰值约为5.5 bps/Hz。那么所有这些频谱效率都去了哪里?

简短的答案是它跑进墙壁。字面上地!2016年,ABI研究总监Nick Marshall表示,“超过80%的交通[是]起源或终止室内,”我们为户外细胞提供绝大多数流量。

传统的惯性

在推向5G的推动下,我们听到了很多关于网络致密化的很多。迄今为止,考虑到改变选址规则所付出的努力在美国,该计划似乎是部署更多户外电池,以帮助提高5G网络的频谱效率。在RCR无线新闻最近的一篇文章中,标题是“2018年美国户外小型手机天线出货量将增长75%:研究”EJL无线研究

撇开这种方法所面临的巨大经济问题不谈(详情见下一篇关于我们的TCO分析的博客文章),它仍然依赖于部署室外单元来处理大量室内流量负载的架构。它仍然在提高频谱效率的道路上设置了字面上的障碍。

通话时间的角度

让我们将这个问题量化一点,以确保我们对使用室外电池处理室内交通的系统容量影响有一个共同的观点,因为这是一个大问题。

小细胞DOCSIS

一个典型的视频分组从室外小区发送到室外用户需要33个资源块,而同一帧发送到室内深层用户需要209个资源块(1500B IP分组,I_TBS 3 vs I_TBS 19, TM2 + 2TRx)!平均而言,为室内用户提供服务所需的通话时间是室外用户的7倍。金宝搏备用

既然效率如此之低,为什么我们还在试图跨越藩篱?

用户行为

对于任何室内渗透性昂贵的人来说,这可能不是新闻。一个普通的行业观点说,当用户在室内时,应该通过Wi-Fi提供他或她的数据来卸载蜂窝网络上的负担。行业报告每年都产生,显示移动设备的大量流量卸载到Wi-Fi网络(例如,2017年〜80%)。

然而,随着行业走向无限数据套餐,以及移动速度的提高,寻求Wi-Fi的动力正在减弱。最近的CableL金宝搏188BETabs战略简报(金宝搏188BET需要登录CableLabs会员)提供的经验数据显示,随着无限流量套餐的采用增加,Wi-Fi数据的负荷正在下降。所有年龄组的趋势都显示手机数据使用量增加。所以随着对蜂窝数据的需求增加,越来越多的部分将会是穿越墙壁。

对于Wi-Fi用户的体验,有许多长期存在的抱怨。我不会在这里列举它们,但我要指出的是,随着将数据转移到Wi-Fi的动机减弱,Wi-Fi用户体验中哪怕是最轻微的问题都会让用户放弃转移数据的机会,代价是牺牲你的蜂窝系统容量。

引入低成本的家庭基站

越来越多的运营商同时拥有蜂窝业务和传统的有线混合光纤同轴电缆(HFC)基础设施——一个大型有线网络和一个大型无线网络(注:这里我说的是带有HFC/DOCSIS网络的完整MNOs,而不是MVNOs。具有HFC/DOCSIS网络的MVNOs在优化方面有不同的目标)。对于这些经营者来说,收敛的胡萝卜向各个方向摇摆。

在过去的几年里,cabllabs一直在努力解决传统上阻碍融合的金宝搏188BET技术问题。回程或vRAN前端的延迟问题可能是由创新的带宽报告项目解决。金宝搏188BETCableLabs的领导地位提示vRAN Fronthaul项目是使容忍延迟的前端协议成为现实。室内部署带来的时间和同步挑战距离商业化还有好几个月的时间金宝搏188BETCablelabs的新同步规范

这些项目的总结(以及更多的项目)提供了一套工具,融合运营商可以利用这些工具在他们的HFC/DOCSIS网络上部署移动服务。

进入家庭基站部署模型。飞蜂窝并不是什么新技术,但有了cabllabs开发的新技术,这是第一次,它们可以正确地实现。金宝搏188BETGPS锁定失败、切换性能差和干扰问题(我们3的主题)的日子一去不复返了理查德·道金斯博客在这个系列中)。从光谱和经济的观点来看,DOCSIS的毫微微蜂窝是最有效的4G进化和5G细胞致密化的部署模型。

wi - fi优先

使用Wi-Fi作为毫微微蜂窝状可以提高光谱效率的指南。现代Wi-Fi路由器 - 即使是廉价的家庭路由器 - 定期提供具有10个BPS / Hz的物理链路速率的设备。这是使用室外电池实现的Sub-1 BPS / Hz的巨大增益,以提供室内用户。在这样的场景中,优势是无数和用户和操作员之间的共享:用户体验大大提高,操作员看到户外系统容量的巨大节省,并且与传统的小型电池策略相比,它发生了更有利的经济学。

When selectively deployed alongside home Wi-Fi hotspots, indoor femtocells give the converged operator the chance to capture the majority of indoor traffic with an indoor radio, freeing the outdoor radio to better serve outdoor traffic.

更多讨论

在这篇文章中,我讨论了传统户外小蜂窝部署的频谱效率问题,以及家庭蜂窝部署模型如何解决这些问题。下次,我将讨论通过DOCSIS网络的蜂窝单元的总拥有成本(TCO)模型,包括全栈和基于vran的解决方案。

别信我的话!请关注接下来几个月的cabllabs金宝搏188BET博客,了解更多关于DOCSIS网络上蜂窝部署的讨论。


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