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隨著在線教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程辦公等應(yīng)用快速發(fā)展，5G室內(nèi)應(yīng)用場景增多。在5G覆蓋行業(yè)更廣、應(yīng)用走深向?qū)嵉漠?dāng)下，能夠彌補(bǔ)宏基站技術(shù)上不足的小基站悄然興起。具備小體積、低成本、高性能、低功耗、易部署等特性的5G小基站成為業(yè)內(nèi)公認(rèn)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)重點(diǎn)之一。
小基站的春天？
在今年世界移動(dòng)通信大會(huì)（MWC2023）召開前不久，沃達(dá)豐（Vodafone）發(fā)布了基于樹莓派平臺(tái)和Lime Microsystems軟件定義無線電（SDR）板卡的小基站原型機(jī)，其外殼由3D打印制造，外形尺寸與普通家用路由器相當(dāng)。沃達(dá)豐希望能夠利用這樣一款以O(shè)pen RAN標(biāo)準(zhǔn)打造的低成本小基站原型產(chǎn)品，為產(chǎn)業(yè)界樹立樣板，促進(jìn)創(chuàng)新型小基站產(chǎn)品的開發(fā)，滿足企業(yè)用戶對移動(dòng)專網(wǎng)服務(wù)的需求，尤其是幫助運(yùn)營商開辟面向歐洲2200萬家中小企業(yè)的5G專網(wǎng)市場。2023年世界移動(dòng)通信大會(huì)期間，這一產(chǎn)品受到了參展觀眾的極大關(guān)注，充分顯示出市場對低成本、創(chuàng)新型小基站產(chǎn)品的強(qiáng)烈需求。
無獨(dú)有偶，在2023年世界移動(dòng)通信大會(huì)前幾周，中國電信北京研究院也宣布，成功研發(fā)出5G擴(kuò)展型小基站pRRU產(chǎn)品。該產(chǎn)品將主要部署于室內(nèi)場景，用于解決小型封閉空間的無線覆蓋問題。難能可貴的是，此款5G小基站產(chǎn)品的射頻收發(fā)和數(shù)字前端等芯片均來自中國廠商，成功實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品整機(jī)國產(chǎn)化芯片器件的集成應(yīng)用，做到了芯片和器件的100%國產(chǎn)化。中國移動(dòng)研究院和設(shè)計(jì)院也在2022年完成了基于國產(chǎn)飛騰CPU的5G云小站研發(fā)，并成功中標(biāo)中國移動(dòng)集團(tuán)2022—2023年擴(kuò)展型皮站集采。
重量級運(yùn)營商對小基站研發(fā)的大力投入，令產(chǎn)業(yè)界再次泛起對“小基站春天”的期待，但回顧小基站發(fā)展的歷史，產(chǎn)業(yè)界又不免心生疑慮。確實(shí)，自3G時(shí)代出現(xiàn)飛蜂窩（Femtocell）產(chǎn)品之后，每當(dāng)宏網(wǎng)絡(luò)覆蓋達(dá)到相當(dāng)程度，小基站都會(huì)成為產(chǎn)業(yè)界的熱點(diǎn)話題，擔(dān)負(fù)起以較低成本幫助運(yùn)營商完善網(wǎng)絡(luò)覆蓋的重任。然而，在過去的3G和4G時(shí)代，廣為期待的“小基站春天”并未真正來臨，這樣的情況能否在5G時(shí)代被改寫呢？
5G時(shí)代的新需求
完善室內(nèi)環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)覆蓋一直是電信運(yùn)營商的一項(xiàng)重點(diǎn)工作。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，約70%~80%的數(shù)據(jù)流量產(chǎn)生于室內(nèi)環(huán)境，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在室內(nèi)環(huán)境的服務(wù)質(zhì)量將顯著影響用戶的使用體驗(yàn)。小基站是運(yùn)營商完善室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的一個(gè)重要工具，但同時(shí)也面臨著來自不同方向的競爭。無論是Wi-Fi無線局域網(wǎng)還是已經(jīng)發(fā)展多年的分布式天線系統(tǒng)（DAS），在某些情況下都更具成本優(yōu)勢，且也能提供較好的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。成本與收益的綜合考慮使小基站在3G、4G時(shí)代陷入“叫好不叫座”的尷尬局面。
而這一局面在5G時(shí)代似乎正在改變。一方面，5G系統(tǒng)工作頻率更高，穿透損耗的影響更為明顯。中國移動(dòng)的測試結(jié)果顯示，在其部署于2.6 GHz頻段的5G網(wǎng)絡(luò)中，室內(nèi)用戶平均下載速率僅為室外平均下載速率的 1/4~1/3，而上行速率的差距更可能高達(dá)百倍量級。對于主流的部署于3.5 GHz頻段的5G網(wǎng)絡(luò)來說，這一差異可能更為顯著。同時(shí)，3.5 GHz頻段往往超出了既有DAS系統(tǒng)的工作頻率范圍，使運(yùn)營商無法重用既有DAS系統(tǒng)。這些都提升了市場對5G小基站的需求量。
5G行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展更是為小基站打開了新的應(yīng)用空間。大多數(shù)行業(yè)（例如制造、醫(yī)療、倉儲(chǔ)乃至礦山）的應(yīng)用場景，處于“室內(nèi)”環(huán)境之中，而且對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量有較高要求，現(xiàn)有Wi-Fi系統(tǒng)不能完全滿足這樣的市場需求。正如中國移動(dòng)研究院無線與終端技術(shù)研究所副所長李男在行業(yè)研討會(huì)上所指出的，“小基站也是行業(yè)網(wǎng)市場端到端解決方案的關(guān)鍵入口，工廠、礦山、醫(yī)院等行業(yè)用戶對5G小基站靈活組網(wǎng)的需求十分強(qiáng)烈。整個(gè)to B市場空間可能達(dá)百萬級BBU、千萬級RRU量級，行業(yè)網(wǎng)產(chǎn)品利潤預(yù)計(jì)高于公網(wǎng)?！?/p>
正因如此，小基站在5G時(shí)代可能迎來全新的發(fā)展機(jī)遇。為抓住這些機(jī)遇，產(chǎn)業(yè)界還需要付出持續(xù)的努力。
何謂“小”基站？
根據(jù)行業(yè)傳統(tǒng)觀念，小基站的“小”主要體現(xiàn)于較小的發(fā)射功率和覆蓋范圍。然而隨著市場需求的發(fā)展，業(yè)界有必要從更多元的角度看待小基站的定義。
在大多數(shù)行業(yè)專網(wǎng)的部署場景，行業(yè)用戶不但需要5G網(wǎng)絡(luò)提供有保證的服務(wù)質(zhì)量，還需要整個(gè)解決方案具有較“小”的成本壓力。這也正是沃達(dá)豐推出基于樹莓派平臺(tái)和Open RAN架構(gòu)的小基站原型機(jī)的原因。相比基于專用硬件的傳統(tǒng)小基站產(chǎn)品，這種基于商用低成本通用硬件平臺(tái)的小基站有望顯著降低設(shè)備成本。更重要的是，軟硬件解耦的系統(tǒng)架構(gòu)和商用通用硬件平臺(tái)可以降低通信設(shè)備的開發(fā)門檻，從而促進(jìn)更多廠商進(jìn)入市場，提高市場競爭水平，刺激技術(shù)和商業(yè)模式創(chuàng)新。
中國移動(dòng)研究院研發(fā)的5G云小站參考設(shè)計(jì)以及相關(guān)的產(chǎn)業(yè)化推廣，也已證明此類開放性架構(gòu)確實(shí)有利于產(chǎn)業(yè)生態(tài)的多元化發(fā)展。在中國移動(dòng)2022年的5G擴(kuò)展型小站集采中，不僅有京信、中信科移動(dòng)等傳統(tǒng)廠商入圍，還有賽特斯、聯(lián)想等非傳統(tǒng)基站廠商中標(biāo)，為市場注入了新鮮活力。這必將提升小基站市場的商業(yè)競爭和技術(shù)創(chuàng)新水平，促進(jìn)5G行業(yè)專網(wǎng)的部署推廣。
但是，也需要辯證看待小基站的參數(shù)配置。行業(yè)應(yīng)用雖然多發(fā)生于室內(nèi)環(huán)境，但仍可能面臨較為復(fù)雜的無線電傳播場景，比如重工業(yè)生產(chǎn)車間或井下巷道，往往有較多的厚重遮擋物，需要基站既具有較大的發(fā)射功率以保證完善的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，又無需很大的系統(tǒng)容量，這樣就產(chǎn)生了一個(gè)介于傳統(tǒng)小基站與宏基站之間的細(xì)分市場空間。在某些偏遠(yuǎn)地區(qū)的廣域覆蓋場景也存在類似情況，雖然需要基站具有較大發(fā)射功率但對容量的需求卻較低。在這些情況下，小基站的“小”就更多體現(xiàn)于較小的容量配置而非較小的發(fā)射功率。對此，高通公司近期發(fā)布的緊湊型毫米波“宏”基站平臺(tái)就瞄準(zhǔn)“大功率而小容量”的細(xì)分市場，其思路值得產(chǎn)業(yè)界借鑒。
小基站成為算力網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)組成部分
無論是在消費(fèi)市場還是行業(yè)應(yīng)用市場，小基站均部署于貼近用戶生產(chǎn)生活之處。作為真正的網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)，小基站可為電信運(yùn)營商的創(chuàng)新型業(yè)務(wù)提供有力支持。尤其在算網(wǎng)融合的背景之下，無論是利用云化小基站中通用處理器的計(jì)算能力，還是在傳統(tǒng)型小基站上增加相應(yīng)的計(jì)算資源，都可使小基站成為貼近用戶的算網(wǎng)融合平臺(tái)，成為服務(wù)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新型基礎(chǔ)設(shè)施。
同時(shí)，由于小基站貼近用戶部署、站間距遠(yuǎn)小于宏基站，其在對用戶的定位、感知等方面較宏基站具有天然優(yōu)勢。尤其在室內(nèi)環(huán)境，宏基站往往無法獲得導(dǎo)航衛(wèi)星信號。如果室內(nèi)蜂窩系統(tǒng)能夠集成精準(zhǔn)的感知定位能力，必然可以為行業(yè)數(shù)字化應(yīng)用提供更好的服務(wù)。
目前，3GPP已為5G系統(tǒng)定義了室內(nèi)精準(zhǔn)定位能力，通信與感知融合的討論也在進(jìn)行之中，并有望成為5G-Advanced系統(tǒng)的重要組成部分。在獲得這樣的感知定位能力加持之后，小基站應(yīng)能在算網(wǎng)融合體系中扮演更為重要的角色。
綜上所述，業(yè)界有理由期待，5G時(shí)代的市場演進(jìn)，尤其是行業(yè)數(shù)字化應(yīng)用發(fā)展，將能促使小基站登上更大的“舞臺(tái)”，迎來真正的發(fā)展“春天”。當(dāng)然，為了達(dá)到這一目標(biāo)，產(chǎn)業(yè)界上下游仍需攜手努力，共同打造更加開放、更加多元的小基站產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
作者：Omdia資深首席分析師 楊光
責(zé)編/版式：包建羽
審核：舒文瓊
監(jiān)制：劉啟誠
