Le piccole celle [1] sono nodi di accesso radio cellulare a bassa potenza che operano in uno spettro con licenza e senza licenza che hanno un raggio di 10 metri a pochi chilometri. Sono “piccoli” rispetto a una macrocella mobile , in parte perché hanno un intervallo più breve e in parte perché gestiscono in genere meno chiamate o sessioni simultanee. Fanno il miglior uso dello spettro disponibile riutilizzando le stesse frequenze più volte all’interno di un’area geografica. Meno siti di macrocell in costruzione, con un numero maggiore di piccole celle riconosciuto [2] [3] [4] come un metodo importante per aumentare la capacità della rete cellulare, la qualità e la resilienza con un focus crescente usando LTE Advanced . [5]

Tipi di piccole cellule

Le piccole cellule possono comprendere femtocelle , picocelle e microcelle . Le reti di piccole celle possono anche essere realizzate mediante tecnologia radio distribuita che utilizza unità centralizzate in banda base e testine radio remote . La tecnologia di beamforming (messa a fuoco di un segnale radio su un’area molto specifica) può ulteriormente migliorare o focalizzare la copertura di piccole celle. Questi approcci a piccole celle sono tutti dotati di una gestione centralizzata da parte degli operatori di rete mobile .

Le piccole celle forniscono un piccolo ingombro radio, che può variare da 10 metri all’interno di aree urbane e in costruzione a 2 km per una località rurale. [6] Picocelle e microcelle possono anche avere una gamma di poche centinaia di metri a pochi chilometri, ma differiscono dalle femtocelle in quanto non sempre dispongono di capacità di auto-organizzazione e autogestione. [7]

Piccole celle sono disponibili per una vasta gamma di interfacce aeree tra cui GSM , CDMA2000 , TD-SCDMA , W-CDMA , LTE e WiMax . Nella terminologia 3GPP , un Home Node B (HNB) è una femtocella 3G. Un Home eNode B (HeNB) è una femtocella LTE. Il Wi-Fi è una piccola cella ma non funziona nello spettro concesso in licenza, pertanto non può essere gestito con la stessa efficacia delle piccole celle che utilizzano lo spettro concesso in licenza. I dettagli e le migliori pratiche associati allo spiegamento di piccole celle variano a seconda del caso d’uso e della tecnologia radio utilizzata. [8]

Termine ombrello

Le forme più comuni di piccole cellule sono le femtocelle. Inizialmente erano progettati per uso residenziale e di piccole imprese, [9] con una gamma breve e un numero limitato di canali. Le femtocelle con portata e capacità aumentate hanno generato una proliferazione di termini: metrocelle, femtocelle metropolitane, femtocelle per accesso pubblico, femtocelle aziendali, super-femtos, femto di classe 3, femtos e microcelle maggiori. Il termine “piccole cellule” viene frequentemente usato dagli analisti e dall’industria come un ombrello per descrivere le diverse implementazioni delle femtocelle e per chiarire ogni confusione sul fatto che le femtocelle siano limitate agli usi residenziali. Le piccole celle sono talvolta, erroneamente, anche usate per descrivere i sistemi di antenne distribuite (DAS) che non sono nodi di accesso di bassa potenza.

Scopo

Le piccole celle possono essere utilizzate per fornire un servizio wireless interno ed esterno. Gli operatori mobili li utilizzano per estendere la copertura del servizio e / o aumentare la capacità della rete .

ABI Research sostiene che le piccole celle aiutano anche i fornitori di servizi a scoprire nuove opportunità di guadagno attraverso la loro posizione e le informazioni sulla presenza . Se un utente registrato entra in un femtozone, la rete viene informata della loro posizione. Il fornitore di servizi, con l’autorizzazione dell’utente, potrebbe condividere queste informazioni sulla posizione per aggiornare lo stato dei social media dell’utente, ad esempio. L’apertura di API small-cell al più ampio ecosistema mobile potrebbe consentire un effetto long-tail . [10]

La copertura rurale è anche un mercato chiave che si è sviluppato quando gli operatori mobili hanno iniziato a installare i metrocells di accesso pubblico nelle aree remote e rurali che hanno solo una copertura 2G o nessuna copertura. I vantaggi in termini di costo delle piccole celle rispetto alle macro celle rendono economicamente fattibile fornire copertura a comunità molto più piccole, da poche decine a poche centinaia. Il Forum di piccole cellule ha pubblicato un white paper che illustra gli aspetti della tecnologia e del business case. [11] Gli operatori mobili sia nei paesi in via di sviluppo che in quelli sviluppati stanno sperimentando o installando tali sistemi. Il pioniere nel fornire copertura rurale utilizzando piccole celle era SoftBank Mobile- l’operatore mobile giapponese – che ha installato più di 3000 piccole celle 3G di accesso pubblico negli uffici postali in tutto il Giappone rurale. Nel Regno Unito, il programma Rural Open Sure Signal di Vodafone [12] e lo schema rurale 3G / 4G di EE [13] aumentano la copertura geografica.

Future reti mobili

Le piccole celle sono parte integrante delle future reti LTE. [14] Nelle reti 3G, le piccole celle sono viste come una tecnica di scarico. Nelle reti 4G, il principio della rete eterogenea (HetNet) viene introdotto dove la rete mobile è costruita con strati di celle piccole e grandi. [15] In LTE, tutte le cellule si auto-organizzeranno, attingendo ai principi stabiliti nell’attuale Home NodeB (HNB), il termine 3GPP per le femtocelle residenziali.

Le future innovazioni nel design dell’accesso radio introducono l’idea di un’architettura quasi piatta in cui la differenza tra una piccola cella e una macrocella dipende dal numero di cubi sovrapposti. [16]

Il segnale di trasmissione da MBS si indebolisce e peggiora più rapidamente una volta che il segnale della Macro Base Station (MBS) raggiunge al chiuso. Le femtocelle forniscono una via d’uscita alle difficoltà presenti nel sistema basato sulla macrocella. In questo modo, la copertura della rete di Femto Base Station (FBS) è una delle preoccupazioni principali dell’ambiente interno per ottenere una buona qualità del servizio (QoS). [17]

Distribuzioni di mercato fino ad oggi

A febbraio 2016 sono state dispiegate in tutto il mondo oltre 14 milioni di piccole celle, di cui oltre 12 milioni sono residenziali, 900.000 sono imprese, 140.000 urbane e 140.000 rurali / remote. [18]

Backhaul a piccole celle

Il backhaul è necessario per connettere le piccole celle alla rete principale, a Internet e ad altri servizi. Per l’uso nell’edificio, è possibile utilizzare l’Internet a banda larga esistente. Nell’ambiente urbano esterno, gli operatori mobili ritengono che questo sia più impegnativo del backhaul di macrocell perché a) le piccole celle si trovano tipicamente in posizioni difficili da raggiungere, vicino alla strada, piuttosto che in posizioni più aperte sopra il tetto e b) laconnettività di livello carrier deve essere fornito a un costo molto più basso per bit. In un sondaggio, il 55% degli operatori elencava il backhaul come una delle maggiori sfide per il lancio di piccole celle. [19]Diverse tecnologie wireless e cablate sono state proposte come soluzioni e si è convenuto che una “cassetta degli attrezzi” sarà necessaria per affrontare una vasta gamma di scenari di distribuzione. Una visione di opinione del settore su come le diverse caratteristiche della soluzione corrispondono ai requisiti è pubblicata dal Forum di piccole cellule . [20] La soluzione di backhaul è influenzata da una serie di fattori, tra cui la motivazione originale dell’operatore di installare celle di piccole dimensioni, che potrebbero essere per capacità mirate, copertura interna o esterna. [21]

Riferimenti

  1. Salta su^ “Piccole celle: Pico all’aperto e mercati micro: soluzioni 3G / 4G per le distribuzioni metropolitane e rurali – Ricerca ABI” .
  2. Salta su^ “Tecnologia | Piccole cellule | Qualcomm” . Qualcomm . 2014-05-13 . Retrieved 2017-03-07 .
  3. Salta su^ “Piccole celle” . Reti Nokia . 26-04-2016 . Retrieved 2017-03-07 .
  4. Salta su^ “Piccole celle” . Ericsson.com . Retrieved 2017-03-07 .
  5. Salta su^ Previsione del sito di celle AT & T
  6. Salta su^ “www.picochip.com” .
  7. Salta su^ “Terminologia di piccola cellula” .
  8. Salta su^ “Uscite del forum di piccole celle” .
  9. Salta^ Chambers, David. “Storia di Femtocell – FAQ – Tecnologia” .
  10. Salta in su^ “Coda lunga di piccole cellule” .
  11. Salta su^ “Uscite del forum di piccole celle” .
  12. Salta su^ “Presentazione del programma Vodafone Rural Open Sure Signal” . www.vodafone.co.uk . Retrieved 2017-03-07 .
  13. Salta^ “Visita del sito di piccole celle rurali nel Galles occidentale” . www.thinksmallcell.com . Retrieved 2017-03-07 .
  14. Salta su^ “Piccole celle per giocare una parte importante nell’architettura di rete del futuro – Tecnologia IHS” .
  15. Salta su^ “Rete eterogenea (HetNet) – Lettura leggera” .
  16. Saltate^ ” ‘morte della stazione base le previsioni di Alcatel-Lucent ‘ ” .
  17. Salta in alto^ J. Ghosh e S. Dhar Roy,”Le implicazioni del riconoscimento cognitivo basato su spettro femtocell sulle reti Macrocell”, Wireless Personal Communications, agosto 2016. doi:10.1007 / s11277-016-3597-x
  18. Salta su^ Statistiche sullo stato del mercato delle piccole celle Feb 2016, febbraio 2016.
  19. Salta^ Status di mercato delle piccole celle , Informa Telecoms and Media, giugno 2012
  20. Salta su^ Backhaul Technologies per piccole celle, casi d’uso, requisiti e soluzioni Small Cell Forum, febbraio 2013
  21. Salta verso l’alto^ Cinque modi per distribuire piccole celle e le implicazioni per il backhaul CBNL, agosto 2012

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