迈向蜂窝系统中每用户 1 Gbps：理解超密集小基站部署

当今主要由宏基站和室内小基站组成的异构网络将无法满足即将到来的流量需求。事实上，据预测，到 2020 年至少需要增加 100 倍的网络容量才能满足流量需求。因此，供应商和运营商正在寻求利用一切可用手段来提高网络容量。在这场史诗般的战役中，三种范式值得关注，即网络密集化、更高频段的使用以及频谱效率增强技术。本文旨在进一步增进对这些三种范式的共同理解，分析其潜在增益与局限性，并探讨小基站的空闲模式能力以及户外场景中用户设备密度和分布的影响。特别关注网络密集化及其在向超密集小基站部署过渡时的影响。仿真结果表明，平均站间距为 35 米的网络密集化可将小区边缘用户吞吐量提高高达 48 倍，而使用带宽为 500MHz 的 10GHz 频段可将网络容量提高高达 5 倍。每个小基站配备多达 4 根天线的波束成形技术则略显不足，小区边缘吞吐量增益最高仅为 1.49 倍。我们的研究还显示了网络密集化如何减少多用户分集，从而导致比例公平类调度器相对于轮询调度器开始失去优势。本文还分析了这些超密集小基站部署的能源效率，指出需要采用能量收集方法以使这些部署具备能源效率。最后，讨论了将超密集小基站部署变为现实所需解决的前十大挑战。