芯耀
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隨著在線教育、遠程醫(yī)療、遠程辦公等應用快速發(fā)展，5G室內應用場景增多。在5G覆蓋行業(yè)更廣、應用走深向實的當下，能夠彌補宏基站技術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)內公認的網絡基礎設施建設重點之一。
小基站的春天？
在今年世界移動通信大會（MWC2023）召開前不久，沃達豐（Vodafone）發(fā)布了基于樹莓派平臺和Lime Microsystems軟件定義無線電（SDR）板卡的小基站原型機，其外殼由3D打印制造，外形尺寸與普通家用路由器相當。沃達豐希望能夠利用這樣一款以Open RAN標準打造的低成本小基站原型產品，為產業(yè)界樹立樣板，促進創(chuàng)新型小基站產品的開發(fā)，滿足企業(yè)用戶對移動專網服務的需求，尤其是幫助運營商開辟面向歐洲2200萬家中小企業(yè)的5G專網市場。2023年世界移動通信大會期間，這一產品受到了參展觀眾的極大關注，充分顯示出市場對低成本、創(chuàng)新型小基站產品的強烈需求。
無獨有偶，在2023年世界移動通信大會前幾周，中國電信北京研究院也宣布，成功研發(fā)出5G擴展型小基站pRRU產品。該產品將主要部署于室內場景，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小基站產品的射頻收發(fā)和數字前端等芯片均來自中國廠商，成功實現了產品整機國產化芯片器件的集成應用，做到了芯片和器件的100%國產化。中國移動研究院和設計院也在2022年完成了基于國產飛騰CPU的5G云小站研發(fā)，并成功中標中國移動集團2022—2023年擴展型皮站集采。
重量級運營商對小基站研發(fā)的大力投入，令產業(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，產業(yè)界又不免心生疑慮。確實，自3G時代出現飛蜂窩（Femtocell）產品之后，每當宏網絡覆蓋達到相當程度，小基站都會成為產業(yè)界的熱點話題，擔負起以較低成本幫助運營商完善網絡覆蓋的重任。然而，在過去的3G和4G時代，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時代被改寫呢？
5G時代的新需求
完善室內環(huán)境的網絡覆蓋一直是電信運營商的一項重點工作。移動互聯網時代，約70%~80%的數據流量產生于室內環(huán)境，移動網絡在室內環(huán)境的服務質量將顯著影響用戶的使用體驗。小基站是運營商完善室內網絡覆蓋的一個重要工具，但同時也面臨著來自不同方向的競爭。無論是Wi-Fi無線局域網還是已經發(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)務體驗。成本與收益的綜合考慮使小基站在3G、4G時代陷入“叫好不叫座”的尷尬局面。
而這一局面在5G時代似乎正在改變。一方面，5G系統(tǒng)工作頻率更高，穿透損耗的影響更為明顯。中國移動的測試結果顯示，在其部署于2.6 GHz頻段的5G網絡中，室內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百倍量級。對于主流的部署于3.5 GHz頻段的5G網絡來說，這一差異可能更為顯著。同時，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)應用的發(fā)展更是為小基站打開了新的應用空間。大多數行業(yè)（例如制造、醫(yī)療、倉儲乃至礦山）的應用場景，處于“室內”環(huán)境之中，而且對網絡服務質量有較高要求，現有Wi-Fi系統(tǒng)不能完全滿足這樣的市場需求。正如中國移動研究院無線與終端技術研究所副所長李男在行業(yè)研討會上所指出的，“小基站也是行業(yè)網市場端到端解決方案的關鍵入口，工廠、礦山、醫(yī)院等行業(yè)用戶對5G小基站靈活組網的需求十分強烈。整個to B市場空間可能達百萬級BBU、千萬級RRU量級，行業(yè)網產品利潤預計高于公網?！?/p>
正因如此，小基站在5G時代可能迎來全新的發(fā)展機遇。為抓住這些機遇，產業(yè)界還需要付出持續(xù)的努力。
何謂“小”基站？
根據行業(yè)傳統(tǒng)觀念，小基站的“小”主要體現于較小的發(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。
在大多數行業(yè)專網的部署場景，行業(yè)用戶不但需要5G網絡提供有保證的服務質量，還需要整個解決方案具有較“小”的成本壓力。這也正是沃達豐推出基于樹莓派平臺和Open RAN架構的小基站原型機的原因。相比基于專用硬件的傳統(tǒng)小基站產品，這種基于商用低成本通用硬件平臺的小基站有望顯著降低設備成本。更重要的是，軟硬件解耦的系統(tǒng)架構和商用通用硬件平臺可以降低通信設備的開發(fā)門檻，從而促進更多廠商進入市場，提高市場競爭水平，刺激技術和商業(yè)模式創(chuàng)新。
中國移動研究院研發(fā)的5G云小站參考設計以及相關的產業(yè)化推廣，也已證明此類開放性架構確實有利于產業(yè)生態(tài)的多元化發(fā)展。在中國移動2022年的5G擴展型小站集采中，不僅有京信、中信科移動等傳統(tǒng)廠商入圍，還有賽特斯、聯想等非傳統(tǒng)基站廠商中標，為市場注入了新鮮活力。這必將提升小基站市場的商業(yè)競爭和技術創(chuàng)新水平，促進5G行業(yè)專網的部署推廣。
但是，也需要辯證看待小基站的參數配置。行業(yè)應用雖然多發(fā)生于室內環(huán)境，但仍可能面臨較為復雜的無線電傳播場景，比如重工業(yè)生產車間或井下巷道，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絡覆蓋，又無需很大的系統(tǒng)容量，這樣就產生了一個介于傳統(tǒng)小基站與宏基站之間的細分市場空間。在某些偏遠地區(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”基站平臺就瞄準“大功率而小容量”的細分市場，其思路值得產業(yè)界借鑒。
小基站成為算力網絡的有機組成部分
無論是在消費市場還是行業(yè)應用市場，小基站均部署于貼近用戶生產生活之處。作為真正的網絡邊緣節(jié)點，小基站可為電信運營商的創(chuàng)新型業(yè)務提供有力支持。尤其在算網融合的背景之下，無論是利用云化小基站中通用處理器的計算能力，還是在傳統(tǒng)型小基站上增加相應的計算資源，都可使小基站成為貼近用戶的算網融合平臺，成為服務行業(yè)數字化轉型的新型基礎設施。
同時，由于小基站貼近用戶部署、站間距遠小于宏基站，其在對用戶的定位、感知等方面較宏基站具有天然優(yōu)勢。尤其在室內環(huán)境，宏基站往往無法獲得導航衛(wèi)星信號。如果室內蜂窩系統(tǒng)能夠集成精準的感知定位能力，必然可以為行業(yè)數字化應用提供更好的服務。
目前，3GPP已為5G系統(tǒng)定義了室內精準定位能力，通信與感知融合的討論也在進行之中，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，小基站應能在算網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時代的市場演進，尤其是行業(yè)數字化應用發(fā)展，將能促使小基站登上更大的“舞臺”，迎來真正的發(fā)展“春天”。當然，為了達到這一目標，產業(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業(yè)生態(tài)。
作者：Omdia資深首席分析師 楊光
責編/版式：包建羽
審核：舒文瓊
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