Célula pequeña

Las celdas pequeñas son nodos de acceso de radio celular de baja potencia con alcances que van desde los 10 metros hasta unos pocos kilómetros. Son estaciones base con bajo consumo de energía y bajo costo. Pueden proporcionar altas velocidades de datos al desplegarse densamente para lograr una alta eficiencia del espectro espacial. ^{[ 1 ]}

En Estados Unidos, las recientes órdenes de la FCC han proporcionado directrices de tamaño y elevación para ayudar a definir más claramente los equipos de celdas pequeñas. ^{[ 2 ] [ 3 ]} Son "pequeñas" en comparación con una macrocelda móvil , en parte porque tienen un alcance más corto y en parte porque generalmente manejan menos llamadas o sesiones simultáneas. A medida que los operadores inalámbricos buscan "densificar" las redes inalámbricas existentes para satisfacer las demandas de capacidad de datos de 5G, las celdas pequeñas se consideran actualmente una solución para permitir la reutilización de las mismas frecuencias, ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} y como un método importante para aumentar la capacidad, la calidad y la resiliencia de la red celular con un enfoque creciente en el uso de LTE Advanced .

Las celdas pequeñas pueden incluir femtoceldas , picoceldas y microceldas . Las redes de celdas pequeñas también pueden implementarse mediante tecnología de radio distribuida, utilizando unidades de banda base centralizadas y unidades de radio remotas . La tecnología de formación de haces (que enfoca una señal de radio en un área muy específica) puede mejorar o concentrar aún más la cobertura de las celdas pequeñas. Todos estos enfoques para celdas pequeñas se caracterizan por la gestión centralizada por parte de los operadores de redes móviles .

Las celdas pequeñas ofrecen una cobertura de radio reducida, que puede variar desde 10 metros en zonas urbanas y edificios hasta 2  km en zonas rurales. Las picoceldas y microceldas también pueden tener un alcance de unos cientos de metros a unos pocos kilómetros, pero se diferencian de las femtoceldas en que no siempre poseen capacidades de autoorganización y autogestión.

Las celdas pequeñas están disponibles para una amplia gama de interfaces aéreas, incluyendo GSM , CDMA2000 , TD-SCDMA , W-CDMA , LTE y 5G . En la terminología 3GPP , un Home Node B (HNB) es una femtocelda 3G. Un Home eNode B (HeNB) es una femtocelda LTE. Wi-Fi es una celda pequeña, pero no opera en espectro licenciado y, por lo tanto, no puede gestionarse con la misma eficacia que las celdas pequeñas que utilizan dicho espectro. El despliegue de celdas pequeñas varía según el caso de uso y la tecnología de radio empleada.

La forma más común de celdas pequeñas son las femtoceldas. Inicialmente, se diseñaron para uso residencial y de pequeñas empresas, con un alcance corto y un número limitado de canales. Las femtoceldas con mayor alcance y capacidad dieron lugar a una proliferación de términos: metroceldas, metrofemtoceldas, femtoceldas de acceso público, femtoceldas empresariales, superfemtos, femtoceldas de Clase 3, femtos mayores y microceldas. El término "celdas pequeñas" es utilizado frecuentemente por analistas y la industria como término general para describir las diferentes implementaciones de femtoceldas y para aclarar cualquier confusión sobre su limitación al uso residencial. En ocasiones, también se utiliza, erróneamente, el término "celdas pequeñas" para describir sistemas de antenas distribuidas (DAS), que no son nodos de acceso de baja potencia.

Las celdas pequeñas se pueden utilizar para proporcionar servicio inalámbrico tanto en interiores como en exteriores. Los operadores de telefonía móvil las utilizan para ampliar su cobertura de servicio y/o aumentar la capacidad de la red .

ABI Research sostiene que las celdas pequeñas también ayudan a los proveedores de servicios a descubrir nuevas oportunidades de ingresos gracias a su información de ubicación y presencia . Si un usuario registrado entra en una femtozona, la red recibe una notificación de su ubicación. El proveedor de servicios, con el permiso del usuario, podría compartir esta información de ubicación para actualizar su estado en redes sociales, por ejemplo. Abrir las API de las celdas pequeñas al ecosistema móvil en general podría generar un efecto de cola larga .

La cobertura rural también es un mercado clave que se ha desarrollado a medida que los operadores móviles han comenzado a instalar microceldas de acceso público en áreas remotas y rurales que tienen solo cobertura 2G o ninguna cobertura en absoluto. Las ventajas de costo de las celdas pequeñas en comparación con las macroceldas hacen que sea económicamente viable brindar cobertura a comunidades mucho más pequeñas, desde unas pocas decenas hasta unos pocos cientos. El Small Cell Forum ha publicado un libro blanco que describe los aspectos tecnológicos y de caso de negocio. ^{[ 7 ]} Los operadores móviles tanto en países en desarrollo como desarrollados están probando o instalando dichos sistemas. El pionero en brindar cobertura rural usando celdas pequeñas fue SoftBank Mobile , el operador móvil japonés, que ha instalado más de 3000 celdas pequeñas 3G de acceso público en oficinas de correos en todo Japón rural. En el Reino Unido, el programa Rural Open Sure Signal de Vodafone y el plan rural 3G/4G de EE aumentan la cobertura geográfica.

Las celdas pequeñas son una parte integral de las redes LTE. En las redes 3G, las celdas pequeñas se consideran una técnica de descarga. ^{[ 8 ]} En las redes 4G, se introduce el principio de red heterogénea (HetNet), donde la red móvil se construye con capas de celdas pequeñas y grandes. ^{[ 9 ]} En LTE, todas las celdas serán autoorganizadas, basándose en los principios establecidos en el Home NodeB (HNB) actual, el término 3GPP para las femtoceldas residenciales.

Las futuras innovaciones en el diseño de acceso radioeléctrico introducen la idea de una arquitectura casi plana, donde la diferencia entre una celda pequeña y una macrocelda depende de cuántos cubos estén apilados.

La señal de transmisión de la estación base macro (MBS) se debilita rápidamente una vez que llega al interior. Las femtoceldas ofrecen una solución a las dificultades presentes en los sistemas basados ​​en macroceldas. Por lo tanto, la cobertura de la red de estaciones base femto (FBS) es una de las principales preocupaciones en entornos interiores para obtener una buena calidad de servicio (QoS). ^{[ 10 ]}

En diciembre de 2017 se habían desplegado más de 12 millones de celdas pequeñas en todo el mundo, con pronósticos que alcanzan los 70 millones para 2025. ^{[ 11 ]}

Se necesita un enlace de retorno para conectar las celdas pequeñas a la red central, internet y otros servicios. Para uso en interiores, se puede utilizar la conexión a internet de banda ancha existente. En exteriores urbanos, los operadores móviles consideran que esto es más complejo que el enlace de retorno de macroceldas porque a) las celdas pequeñas suelen estar en ubicaciones de difícil acceso, cerca del nivel de la calle, en lugar de en ubicaciones más abiertas, por encima de los tejados, y b) se debe proporcionar conectividad de grado operador a un costo por bit mucho menor. Se han propuesto muchas tecnologías inalámbricas y cableadas diferentes como soluciones, y se acepta que se necesitará un conjunto de herramientas para abordar una variedad de escenarios de despliegue. El Small Cell Forum publica una visión consensuada de la industria sobre cómo las diferentes características de las soluciones se ajustan a los requisitos. ^{[ 12 ]} La solución de enlace de retorno está influenciada por una serie de factores, incluida la motivación original del operador para desplegar celdas pequeñas, que podría ser para capacidad específica, cobertura en interiores o exteriores. ^{[ 13 ]}

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