Малые соты — это маломощные узлы сотового радиодоступа , которые имеют радиус действия от 10 метров до нескольких километров. Это базовые станции с низким энергопотреблением и стоимостью. Они могут обеспечивать высокую скорость передачи данных, будучи развернутыми плотно для достижения высокой пространственной спектральной эффективности. [1]
В Соединенных Штатах недавние приказы FCC предоставили руководящие принципы по размеру и высоте, чтобы помочь более четко определить оборудование малых сот. [2] [3] Они «малы» по сравнению с мобильной макросотой , отчасти потому, что имеют меньший радиус действия, а отчасти потому, что они обычно обрабатывают меньше одновременных вызовов или сеансов. Поскольку операторы беспроводной связи стремятся «уплотнить» существующие беспроводные сети, чтобы обеспечить требования к емкости данных 5G, малые соты в настоящее время рассматриваются как решение, позволяющее повторно использовать те же частоты, [4] [5] [6] и как важный метод увеличения емкости, качества и устойчивости сотовой сети с растущим фокусом на использование LTE Advanced .
Малые соты могут включать фемтосоты , пикосоты и микросоты . Сети малых сот также могут быть реализованы с помощью распределенной радиотехнологии с использованием централизованных блоков базовой полосы и удаленных радиоголовок . Технология формирования луча (фокусировка радиосигнала на очень конкретной области) может дополнительно улучшить или сфокусировать покрытие малых сот. Все эти подходы к малым сотам характеризуются центральным управлением со стороны операторов мобильной связи .
Малые соты обеспечивают небольшой радиоотпечаток, который может варьироваться от 10 метров в городских и внутри зданий местах до 2 км в сельской местности. Пикосоты и микросоты также могут иметь радиус действия от нескольких сотен метров до нескольких километров, но они отличаются от фемтосот тем, что не всегда обладают возможностями самоорганизации и самоуправления.
Малые соты доступны для широкого спектра радиоинтерфейсов, включая GSM , CDMA2000 , TD-SCDMA , W-CDMA , LTE и 5G . В терминологии 3GPP домашний узел B (HNB) — это фемтосота 3G. Домашний узел B (HeNB) — это фемтосота LTE. Wi-Fi — это малая сота, но она не работает в лицензированном спектре и, следовательно, не может управляться так же эффективно, как малые соты, использующие лицензированный спектр. Развертывание малых сот различается в зависимости от варианта использования и используемой радиотехнологии.
Наиболее распространенной формой малых сот являются фемтосоты. Изначально они были разработаны для использования в жилых помещениях и малом бизнесе, с небольшим радиусом действия и ограниченным количеством каналов. Фемтосоты с увеличенным радиусом действия и емкостью породили множество терминов: метросоты, метрофемтосоты, фемтосоты общественного доступа, корпоративные фемтосоты, суперфемто, фемто 3 класса, большие фемтосоты и микросоты. Термин «малые соты» часто используется аналитиками и отраслью в качестве зонтичного для описания различных реализаций фемтосот и для устранения любой путаницы, связанной с тем, что фемтосоты ограничены использованием в жилых помещениях. Малые соты иногда, ошибочно, также используются для описания систем с распределенными антеннами (DAS), которые не являются маломощными узлами доступа.
Малые соты могут использоваться для предоставления беспроводных услуг внутри зданий и на открытом воздухе. Мобильные операторы используют их для расширения зоны покрытия и/или увеличения пропускной способности сети .
ABI Research утверждает, что малые соты также помогают поставщикам услуг находить новые возможности получения дохода с помощью информации о местоположении и присутствии . Если зарегистрированный пользователь входит в фемтозону, сеть уведомляется о его местоположении. Поставщик услуг, с разрешения пользователя, может поделиться этой информацией о местоположении, например, для обновления статуса пользователя в социальных сетях. Открытие API малых сот для более широкой мобильной экосистемы может обеспечить эффект длинного хвоста .
Покрытие сельской местности также является ключевым рынком, который развился, поскольку операторы мобильной связи начали устанавливать метросоты общественного доступа в отдаленных и сельских районах, которые либо имеют только покрытие 2G, либо вообще не имеют покрытия. Преимущества стоимости малых сот по сравнению с макросотами делают экономически целесообразным обеспечение покрытия гораздо меньших сообществ — от нескольких десятков до нескольких сотен. Форум малых сот опубликовал официальный документ, в котором излагаются аспекты технологии и бизнес-кейса. [7] Операторы мобильной связи как в развивающихся, так и в развитых странах либо испытывают, либо устанавливают такие системы. Пионером в обеспечении покрытия сельской местности с использованием малых сот был SoftBank Mobile — японский оператор мобильной связи, который установил более 3000 малых сот общественного доступа 3G в почтовых отделениях по всей сельской Японии. В Великобритании программа Vodafone Rural Open Sure Signal и схема EE rural 3G/4G увеличивают географическое покрытие.
Малые соты являются неотъемлемой частью сетей LTE. В сетях 3G малые соты рассматриваются как метод разгрузки. [8] В сетях 4G вводится принцип гетерогенной сети (HetNet), где мобильная сеть строится с использованием слоев малых и больших сот. [9] В LTE все соты будут самоорганизующимися, опираясь на принципы, заложенные в текущем Home NodeB (HNB), термине 3GPP для жилых фемтосот.
Будущие инновации в проектировании радиодоступа представляют идею почти плоской архитектуры, в которой разница между малой ячейкой и макроячейкой зависит от того, сколько кубов сложены вместе.
Передающий сигнал от базовой станции макросвязи (MBS) быстро ослабевает, как только сигнал MBS достигает помещения. Фемтосоты обеспечивают решение трудностей, существующих в системе на основе макросот. Таким образом, покрытие сети базовой станции фемтосвязи (FBS) является одной из главных проблем в помещениях для получения хорошего качества обслуживания (QoS). [10]
К декабрю 2017 года по всему миру было развернуто более 12 миллионов малых сот, а к 2025 году прогнозируется их количество до 70 миллионов. [11]
Backhaul необходим для подключения малых сот к базовой сети, Интернету и другим услугам. Для использования внутри зданий можно использовать существующий широкополосный Интернет. В городских условиях операторы мобильной связи считают это более сложным, чем макросотовый backhaul, потому что a) малые соты обычно находятся в труднодоступных местах, близких к уровню улицы, а не в более открытых местах, над крышами, и b) подключение операторского класса должно предоставляться по гораздо более низкой стоимости за бит. В качестве решений было предложено много различных беспроводных и проводных технологий, и было решено, что для решения ряда сценариев развертывания потребуется набор из них. Форум Small Cell публикует отраслевое консенсусное мнение о том, как различные характеристики решения соответствуют требованиям. [12] Решение backhaul зависит от ряда факторов, включая изначальную мотивацию оператора к развертыванию малых сот, которая может быть направлена на целевую емкость, внутреннее или внешнее покрытие. [13]