5G时代，微小基站的建设将与宏基站齐头并进。两者相互配合，才有望“织”出一张立体化、全覆盖的5G网络。
去年以来，全球5G规模化商用步伐加快，预计2020年即将发布的由全球通信行业标准化组织3GPP制定的5G R16标准将支持和催生更多5G行业应用。
最近，我国首个5G微基站射频芯片YD9601研发流片成功，进入封装测试阶段。领衔这项开发的国家特聘专家、美国麻省理工学院博士王俊峰介绍说，5G基站分为宏基站和微小基站两种，宏基站主要用于室外覆盖，微小基站发射功率较小，主要用于室内场景。
从2G到4G，运营商只需要建设一个高高的铁塔，搭载一个宏基站，就能满足方圆数平方公里内的通信需求。到了5G时代，为何在宏基站之外还要建设微小基站？微基站的发展，将对人们的无线通信、工业互联网的数据传输和我国的通信产业带来哪些改变？科技日报记者为此走访了相关高校和企业，听听专家怎么说。
不同基站类型功率容量大不相同
“根据3GPP组织的规则，无线基站分为4类，分别是宏基站、微基站、皮基站和飞基站。” 中科智达物联网系统有限公司董事长许欣说。
划分基站主要依据是功率和容量。其中，宏基站的功率在10W以上，可同时接入用户数视基站规模而定，一般在1000个以上；微基站功率为500mW—10W，同时接入用户数为128—512个；皮基站功率为100—500mW，同时接入用户数为64—128个；飞基站功率小于100mW，同时接入用户数8—16个。微基站、皮基站和飞基站，通常合称“微小基站”，也就是我们谈到与宏基站所对应时的概念。
从名字上也可以判断，“宏基站”是高大威猛，“微小基站”则是小巧玲珑。
宏基站适用于广域覆盖，微基站偏向局域覆盖，皮基站相当于企业级WiFi，而飞基站则与家庭路由器相当。
针对不同的室内场景，比如高铁站、飞机场、大商场等，必须布置多个微基站才能满足需求；而在写字楼、工厂园区等场所，人流量相对固定，皮基站就可以胜任；飞基站则是满足家庭、咖啡馆等场景的需要。
宏微交错 “织”出更密5G网络
翻开人类无线通信发展史，会发现频率越来越高，这是因为人们对无线通信提出的要求也越来越高。以我国为例，2G的工作频段主要是900MHz和1.8GHz，3G和4G的工作频段主要为1.9GHz、2.1GHz和2.6GHz，而即将到来的5G则主要集中在两个频段：3.3—3.6GHz、4.8—5GHz。
“过去的无线通信是语音网，现在则是数据网，频率越高所能提供的带宽也就越大，就好比4车道的高速公路比2车道的高速公路跑的车多，而且车速还快。”东南大学信息科学与工程学院教授张川说。
然而无线信号的传输速率与穿透性往往不可兼得。“无线频率越高，穿透性就越差，同等面积必须建设更多的基站来完成覆盖，组网成本就比较高。”许欣介绍说。
目前我国正在规模建设的基站，以宏基站为主。一个5G宏基站的成本有多高呢？一般来说，宏基站的建设成本是由主设备、动力配套设备设施、土建施工共同组成。此前广东省拟建设2.4万个宏基站，计划投资60亿元，每个基站的投资额约为25万元。而据上海市的网络建设规划，2020年累积建设2万个5G基站，累计总投资超过200亿元，每个5G基站的建设成本超过了100万元。中国移动也曾经表示，建成一个5G宏基站，成本大约是4G的3倍左右。除去建设成本之外，后续的维护、使用成本等，又是一大笔开销。
在5G性能与建设成本间寻求最优解，是运营商势必要解决的问题，因此他们将目光转向了微小基站。
许欣告诉记者，微小基站不像宏基站需要专用的机房和回程网络，所以设备简单、部署灵活、成本较低。它甚至能够直接钉在墙上，或者藏身路灯杆、公交站牌等任何不起眼的角落，可以根据需求在人流密集、信号较差的地方建设。
而且有媒体做过抽样调查，几乎80%以上的用户流量来自室内，80%以上的用户投诉也来自室内，这些投诉主要集中在信号质量上。 “因此可以大力在室内建设微小基站，增强室内网络覆盖的质量。”张川说。
值得一提的是，德国和日本等工业强国已经或正在为工业等行业5G应用分配频谱，打造行业专有5G网络，并且主要的设备形态就是微小基站。
当然，微小基站也不是那么尽善尽美。由于微小基站发射的信号是散射的，各微小基站之间的信号还会相互干扰，造成大量资源浪费。并且微小基站的可靠性远不如宏基站，目前还不能稳定应对室外环境，因此目前主要用于解决室内覆盖。张川认为，5G时代，微小基站的建设将与宏基站齐头并进。两者相互配合，才有望“织”出一张立体化、全覆盖的5G网络。
将微小基站核心技术牢牢抓在自己手里
无人车间、黑灯工厂、智能机器人……在高速率、低时延的5G时代，许多工业互联网的应用场景不断呈现，一个生产车间只需架设若干微小基站即可低成本接入5G网络，实现远程控制与精密制造。
微小基站的核心元器件是基带芯片和射频芯片，两者的物料成本占整个基站的50%左右，而利润可能高达90%。许欣认为，如果谁能攻克这两个核心器件，就能将发展微小基站的主动权牢牢掌握在自己手中。而当前我国在这方面的产业链比较薄弱，成为制约5G微小基站产业发展的重要因素。
王俊峰告诉记者，南京宇都通讯科技有限公司自主研发成功的YD9601射频芯片，不光覆盖700MHz广电频段，也兼容了工信部2月初刚刚颁发许可的3.3—3.4GHz的电信、联通、广电共享室内频段，可以说是为5G时代室内共享微小基站量身定做的芯片。