基于不同室分系統(tǒng)與場(chǎng)景的 5G室內(nèi)覆蓋建設(shè)方案研究

劉偉

【摘要】? ? 本文首先對(duì)室內(nèi)覆蓋情況進(jìn)行了分析，其次重點(diǎn)對(duì)不同室分系統(tǒng)的5G改造建設(shè)方案、不同場(chǎng)景的室內(nèi)覆蓋5G部署方案進(jìn)行了分析與研究，為5G室內(nèi)覆蓋網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與建設(shè)提供參考。

【關(guān)鍵字】? ? 5G 場(chǎng)景? ? 室內(nèi)覆蓋

引言

5G既是落實(shí)國(guó)家網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)和數(shù)字中國(guó)戰(zhàn)略的重要載體，也是推動(dòng)各行各業(yè)數(shù)字化、智能化發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，正在成為引領(lǐng)融合創(chuàng)新、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的新引擎。

通信運(yùn)營(yíng)商高質(zhì)量地做好5G室內(nèi)覆蓋的規(guī)劃與建設(shè)，將對(duì)加速以5G為代表的新基建，推動(dòng)信息服務(wù)融入百業(yè)、服務(wù)大眾起到非常重要的作用。

一、室內(nèi)覆蓋現(xiàn)狀分析

1.1 4G室內(nèi)覆蓋業(yè)務(wù)變化情況

目前承載室內(nèi)業(yè)務(wù)的方式主要有兩種，第一種是室外宏站覆蓋室內(nèi)，第二種是室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋。通過現(xiàn)網(wǎng)4G數(shù)據(jù)分析，目前4G語音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)大部分發(fā)生在室內(nèi)，占比在75%至80%之間。

1.2 4G室內(nèi)覆蓋部署情況

經(jīng)過多年的建設(shè)，全國(guó)建設(shè)室分系統(tǒng)的物業(yè)點(diǎn)規(guī)模已達(dá)到一定比例。從4G室分系統(tǒng)覆蓋的區(qū)域來看，主要集中在城區(qū)、縣城，占比約為92%;從覆蓋的物業(yè)點(diǎn)來看，其中0.5-2萬平米的物業(yè)點(diǎn)占比最高39.3%、2.5萬平方米的物業(yè)點(diǎn)占比27%、0.5萬平方米的物業(yè)點(diǎn)占比18.4%、5萬平米以上的物業(yè)點(diǎn)占比15.3%。從建設(shè)方式來看，以傳統(tǒng)單路DAS為主，約占75.6%，雙路DAS、分布式皮基站占比分別為11.4%、10.8%。

1.3 5G室內(nèi)覆蓋業(yè)務(wù)需求

5G業(yè)務(wù)豐富多樣，主要發(fā)生在室內(nèi)，室內(nèi)將成為運(yùn)營(yíng)商的高價(jià)值核心。5G初期室內(nèi)覆蓋考慮主要滿足eMBB類業(yè)務(wù)，容量需求較高。滿足2K高清/準(zhǔn)VR業(yè)務(wù)的基本速率要求約為13Mbps/25Mbps，滿足4K高清/基本VR業(yè)務(wù)的基本速率要求約為48Mbps/68Mbps。

二、不同室分系統(tǒng)的5G改造建設(shè)方案

2.1傳統(tǒng)DAS系統(tǒng)改造方案

（1）現(xiàn)網(wǎng)DAS系統(tǒng)支持2.6GHz情況

合路器：

2015年以前支持到2.5GHz，2016年及以后支持到2635MHz;WLAN末端合路的室分系統(tǒng)，會(huì)濾掉2.6G頻段。

功分器、耦合器：

2015年以前頻段設(shè)計(jì)支持到2.5GHz，可能出現(xiàn)駐波值較大、耦合精度及一致性較差問題;2016年及以后支持到2.7GHz。

現(xiàn)網(wǎng)DAS系統(tǒng)饋線：

與2.3GHz相比，1/2饋線在2.6GHz百米傳輸損耗約增加1dB，7/8饋線增加約0.5dB。

（2）DAS系統(tǒng)5G改造方案

基于原有DAS分布系統(tǒng)，總體改造量不大，可快速低成本實(shí)現(xiàn)5G覆蓋，主要改造涉及3個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

關(guān)鍵點(diǎn)一：新增信源。新增BBU、2通道RRU。

關(guān)鍵二：替換合路器。全部都需要更換以支持2.6GHz 160M，合路器靠近信源側(cè)，施工難度較小。

關(guān)鍵三：替換耦合器、功分器。根據(jù)支持情況按需替換，部署較分散，施工難度較大。

2.2分布式皮基站改造方案

（1）現(xiàn)有分布式皮基站對(duì)于5G頻段的支持情況

帶寬支持情況：4G現(xiàn)網(wǎng)有少量產(chǎn)品支持2.6GHz頻段60M帶寬（2575-2635MHz，2T2R）;從2019年起部分產(chǎn)品硬件支持2T2R 2.6GHz頻段 100M帶寬。

線纜部分：產(chǎn)品末端一般采用5類線傳輸（2.5Gbps）， 升級(jí)5G傳輸帶寬不滿足，需替換為支持10Gbps以上的6A網(wǎng)線或光電復(fù)合纜。

（2）主要改造方案

方案一：直接軟件升級(jí)。

僅需新增5G BBU、新購(gòu)軟件license。施工量極小，成本低。

方案二：替換現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備。

拆除并安裝新設(shè)備，施工過程會(huì)影響到4G室分網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。施工量較多，投資成本高。

方案三：疊加新增設(shè)備。

不影響4G現(xiàn)網(wǎng)部署，直接疊加，工程量相當(dāng)于純新建一套分布式皮基站，投資成本較高。

2.3擴(kuò)展型皮基站改造方案

（1）擴(kuò)展型皮基站架構(gòu)

擴(kuò)展型皮基站是一體化皮基站的演進(jìn)形態(tài)，采用分布式三級(jí)架構(gòu)，由基帶單元、交換單元、射頻單元組成。支持星型和鏈型混合組網(wǎng)，

回傳方式可以是ADSL、PON、PTN，可利用現(xiàn)有WLAN站點(diǎn)資源完成快速部署。它也支持2T2R或4T4R，業(yè)務(wù)速率與通道數(shù)相同的分布式皮基站相當(dāng)。

（2）主要改造方案

現(xiàn)網(wǎng)4G擴(kuò)展型皮基站不能夠通過軟件升級(jí)開通5G，需新增5G NR基帶單元、更換或新增交換單元、新增5G遠(yuǎn)端單元（與4G級(jí)聯(lián)或單獨(dú)部署。空間有限時(shí)，可選擇將現(xiàn)有4G擴(kuò)展型皮基站替換為4/5G雙模擴(kuò)展型皮基站，利舊基帶主單元至擴(kuò)展單元的光纖。

2.4泄漏電纜分布系統(tǒng)改造方案

泄漏電纜分布系統(tǒng)用于地鐵、隧道等地形相對(duì)狹長(zhǎng)封閉的場(chǎng)景，系統(tǒng)主要由信源BBU/RRU+POI+泄漏電纜組成。5G改造時(shí)需要饋入5G NR信源與4G信號(hào)進(jìn)行合路，更換支持2.6GHz頻段（2515-2675MHz）160MHz帶寬的POI。若現(xiàn)網(wǎng)漏纜不支持2.6GHz頻段，需替換或新增POI。

三、不同場(chǎng)景的室內(nèi)覆蓋5G建設(shè)方案

3.1大型場(chǎng)館類

大型場(chǎng)館類室內(nèi)環(huán)境以LOS徑為主，覆蓋好，但容量需求高并且干擾極其嚴(yán)重。

（1）新建場(chǎng)景：

采用4T4R新型室分一步建設(shè)到位，可選擇多模產(chǎn)品同時(shí)滿足2G/4G/5G。

（2）改造場(chǎng)景：

如果原4G為傳統(tǒng)室分，如果業(yè)務(wù)容量需求較高可改建為新型室分。如果原4G為分布式皮基站，根據(jù)4G與5G性能及業(yè)務(wù)需求，可以選擇4G與NR分別獨(dú)立一套R(shí)HUB與pRRU系統(tǒng)，有利于拉遠(yuǎn)100m以上。 針對(duì)已部署LTE的存量場(chǎng)景，基本不影響LTE組網(wǎng);當(dāng)前LTE容量需求較高，小區(qū)分裂密度較大;而NR在建設(shè)初期，容量需求不大。LTE和NR采用不同的小區(qū)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，LTE和NR可使用不同的pRRU/RHUB。

3.2交通樞紐類

交通樞紐類場(chǎng)景主要包括機(jī)場(chǎng)、火車站、長(zhǎng)途汽車站等。部署方案如下：

（1）高價(jià)值、高容量或高性能需求的區(qū)域建議采用4T4R新型室分進(jìn)行建設(shè);中低容量或性能需求的區(qū)域，新建場(chǎng)景可采用2T2R新型室分進(jìn)行建設(shè)，改造場(chǎng)景仍然可采用傳統(tǒng)室分。

（2）結(jié)合建筑特征，重點(diǎn)關(guān)注并做好站場(chǎng)入口、站臺(tái)區(qū)域、候機(jī)大廳的小區(qū)劃分和容量規(guī)劃。

（3）對(duì)于站、場(chǎng)出入口等區(qū)域，為保證小區(qū)覆蓋能力，天線安裝方式需要滿足一定的要求。若天線明裝，天線覆蓋方向無遮擋，尤其不能有金屬材質(zhì)的柵欄、過濾網(wǎng)等遮擋物。若全向天線覆蓋范圍較大，在高密場(chǎng)景需要每個(gè)小區(qū)控制覆蓋范圍、降低小區(qū)間干擾，建議5G使用pRRU外置天線型+窄波束定向天線或賦形天線組網(wǎng)。

3.3商用建筑類

商用建筑類場(chǎng)景主要包括寫字樓、酒店、醫(yī)院、商場(chǎng)、賣場(chǎng)等。

（1）商場(chǎng)、賣場(chǎng)部署方案。

按照功能區(qū)的不同，規(guī)劃設(shè)計(jì)室分點(diǎn)位的部署。 賣場(chǎng)購(gòu)物區(qū)結(jié)構(gòu)空曠，分布式皮基站天線點(diǎn)位間距約30m;餐廳包間隔斷多，天線點(diǎn)位可能需要安裝進(jìn)入內(nèi)部;影院等區(qū)域，內(nèi)部或者門口需部署天線點(diǎn)位; KTV走廊每4個(gè)包間需間隔部署天線點(diǎn)位。

（2）寫字樓、酒店、醫(yī)院部署方案

大堂或掛號(hào)廳等區(qū)域業(yè)務(wù)容量需求較高，新建場(chǎng)景可部署4T4R新型室分，改造場(chǎng)景視業(yè)務(wù)情況可選擇改建為新型室分。天線點(diǎn)位可放置在電梯口進(jìn)行覆蓋，兼顧電梯轎廂;無法滿足覆蓋的大廳其他位置增加天線點(diǎn)位。

客房、診室或隔斷辦公區(qū)域業(yè)務(wù)容量中低，新建場(chǎng)景可部署2T2R新型室分、或新型室分與傳統(tǒng)室分的混合組網(wǎng)方式，改造場(chǎng)景可沿用傳統(tǒng)室分。天線點(diǎn)位走廊吸頂安裝，室分天線或新型室分pRRU外接每天線可覆蓋單邊2個(gè)/雙邊4個(gè)房間，新型室分pRRU內(nèi)置天線可覆蓋雙邊4～6個(gè)房間。

3.4居民區(qū)場(chǎng)景類

居民區(qū)場(chǎng)景類主要包括多棟高層塔樓/非塔樓、多棟低層、高低層混合的居民區(qū)以及城中村。部署方案如下：

（1）現(xiàn)階段主要通過宏基站、微基站、小區(qū)分布等室外打室內(nèi)的方式實(shí)現(xiàn)5G室內(nèi)場(chǎng)景覆蓋。

（2）居民區(qū)用戶業(yè)務(wù)需求偏低，4G網(wǎng)絡(luò)利用率處于較低水平;通過700M的宏站覆蓋可解決部分樓體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、樓層較低的室內(nèi)覆蓋，減少2.6G室內(nèi)覆蓋建設(shè)。

3.5高校場(chǎng)景類

高校場(chǎng)景按照功能區(qū)的不同進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，宿舍、禮堂、體育館需要著重考慮業(yè)務(wù)的滿足。

（1）對(duì)于容量較高的功能區(qū)如禮堂、體育館、餐廳等采用4T4R新型室分建設(shè)：空曠且扇區(qū)數(shù)需求較多的，采用新型室分外接高性能定向天線，控制干擾。

（2）中低容量需求的區(qū)域，新建場(chǎng)景可采用2T2R新型室分或混合組網(wǎng)方式，改造場(chǎng)景可沿用傳統(tǒng)室分建設(shè)方式。

四、結(jié)束語

5G時(shí)代已經(jīng)來臨，我國(guó)的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)正在大規(guī)模推進(jìn)，未來的5G將會(huì)融入百業(yè)、服務(wù)大眾。本文重點(diǎn)對(duì)不同室分系統(tǒng)的5G改造建設(shè)方案、不同場(chǎng)景的室內(nèi)覆蓋5G部署方案進(jìn)行了分析與研究，為5G室內(nèi)覆蓋網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與建設(shè)提供有力參考。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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