淺談5G室內(nèi)覆蓋性能及關(guān)鍵問題

王晨　馮雷

【摘要】? ? 目前，全球多個(gè)國家已經(jīng)開始5G通信體系的建設(shè)。隨著5G基站數(shù)量的不斷增加，如何實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)覆蓋成為了當(dāng)前時(shí)期5G發(fā)展的重點(diǎn)。由于5G網(wǎng)絡(luò)具備室內(nèi)外同頻組網(wǎng)以及室外宏站深度覆蓋特征，室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)頻段與覆蓋方式都能夠給5G網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)性能造成影響?；诖耍疚膹?G網(wǎng)絡(luò)的概念以及優(yōu)勢出發(fā)，并以地鐵5G網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)覆蓋為例，對5G網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)覆蓋的建設(shè)策略進(jìn)行了分析，旨在給行業(yè)工作人員提供參考，推動5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】? ? 5G? ? 室內(nèi)覆蓋? ? 優(yōu)勢? ? 地鐵通信

引言：

我國通信行業(yè)正在不斷增強(qiáng)自身實(shí)力，通過大量的科研經(jīng)費(fèi)投入和人力物力的使用，我國的通信行業(yè)已經(jīng)在國際上占據(jù)了重要地位。5G作為新一代的移動數(shù)據(jù)化網(wǎng)絡(luò)，其傳輸速度遠(yuǎn)高于現(xiàn)如今的4G 網(wǎng)絡(luò)，能夠滿足人們對移動數(shù)據(jù)爆炸式增長的需求。5G 的誕生也意味著全球移動通信行業(yè)再次升級，實(shí)現(xiàn)5G 室內(nèi)建設(shè)也是我國5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要課題。

一、5G通信網(wǎng)絡(luò)的概念介紹

5G網(wǎng)絡(luò)三大技術(shù)優(yōu)勢，eMBB（增強(qiáng)移動寬帶），eMTC（海量的物聯(lián)網(wǎng)連接）uRLLC（超高可靠與超低時(shí)延通信）。5G網(wǎng)絡(luò)和4G網(wǎng)絡(luò)相對比，理論上5G網(wǎng)絡(luò)的容量更大，支持的數(shù)據(jù)傳輸速度更快、時(shí)延更低，并且能夠接入的網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)量更多。在安全性上，5G網(wǎng)絡(luò)也比4G網(wǎng)絡(luò)更加優(yōu)秀。綜上所述，不論從哪一個(gè)方面來說，5G網(wǎng)絡(luò)都比4G網(wǎng)絡(luò)更加安全、更加快速，并且5G網(wǎng)絡(luò)是在4G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上建立起來的，將4G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)完全吸收。

除此之外，5G網(wǎng)絡(luò)還可以實(shí)現(xiàn)對毫米波的使用，進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速度，解決網(wǎng)絡(luò)卡頓和網(wǎng)絡(luò)延遲的現(xiàn)象。需要注意的是，在5G室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的建設(shè)中，由于5G 的室內(nèi)布線節(jié)點(diǎn)相對2G/3G/4G 將會更多，天線也會越加密集，這會增加施工和物業(yè)協(xié)調(diào)難度。

二、5G網(wǎng)絡(luò)信號的優(yōu)勢

2.1? 能夠更好的保障通信的安全性與隱私性

現(xiàn)在人們對網(wǎng)絡(luò)越來越依賴，幾乎人們所有的日常生活都離不開信號數(shù)據(jù)的傳輸，所以信號傳輸?shù)陌踩跃统蔀榱巳藗冴P(guān)注的焦點(diǎn)問題。即使信號傳輸速度足夠快，但是安全性不夠，那么必然也會給人們的生活帶來很大的困擾。現(xiàn)在很多企業(yè)已經(jīng)將5G網(wǎng)絡(luò)的安全性列為科研重點(diǎn)內(nèi)容，通過對Massive MIMO 3D賦形天線技術(shù)的推廣應(yīng)用并加入新的信息防護(hù)措施，可以很好的保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，解決數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩缘膯栴}。

2.2 能夠更好的解決網(wǎng)絡(luò)延遲的問題

由于4G用戶趨近于飽和及運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期部分區(qū)域網(wǎng)絡(luò)容量估計(jì)不足，現(xiàn)在我國移動網(wǎng)絡(luò)通信中經(jīng)常會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)延遲和卡頓的現(xiàn)象，使人們對現(xiàn)網(wǎng)的感知大大下降。5G信號相對于之前4G信號的傳輸效率更高，并且擴(kuò)容更加靈活，可以很好的解決網(wǎng)絡(luò)延遲的問題。我國的各大運(yùn)營商一直關(guān)注于網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，各運(yùn)營商網(wǎng)優(yōu)部門也在一直根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)使用情況對網(wǎng)絡(luò)及時(shí)做出調(diào)整，使用戶的滿意度提升。5G毫米波技術(shù)的應(yīng)用能滿足更大的帶寬及更高的速率，這樣的參數(shù)能解決用戶對特定場景的更高要求。

2.3 通信的可靠性更高

在新的通信時(shí)代中，如果想要實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)在全國范圍內(nèi)的全面推廣普及，前提條件就是保證5G通訊中的數(shù)據(jù)傳輸可靠性。從實(shí)質(zhì)上來講，5G網(wǎng)絡(luò)要解決的就是現(xiàn)在通訊中的漏洞，提高信息防護(hù)能力，保證信息的安全，防止不法分子盜取人們的隱私信息。在網(wǎng)絡(luò)通訊的研究中，經(jīng)常會受到很多種因素的影響導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不可避免的產(chǎn)生漏洞，所以技術(shù)人員必須對現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)體系中的漏洞進(jìn)行技術(shù)上的修復(fù)才能保證數(shù)據(jù)信息不會被別有用心的人私自下載和篡改。

2.4具有十分明顯的數(shù)據(jù)傳輸共享的優(yōu)勢

世界通信技術(shù)的大力發(fā)展前進(jìn)的標(biāo)志就是5G通信的大力發(fā)展和大面積覆蓋?，F(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)覆蓋方式多為基站一體化集成天線，組網(wǎng)更加靈活減，降低了通信企業(yè)的建設(shè)和維護(hù)成本，并且減少了公共資源的浪費(fèi)。根據(jù)5G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢（eMBB、eMCT、uRLLC）在傳輸及共享領(lǐng)域占得先機(jī)，設(shè)計(jì)者還可以在之前4G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上對5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行技術(shù)上的創(chuàng)新，為數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩蕴峁┍匾谋Ｕ稀?/p>

三、地鐵場景的5G室內(nèi)覆蓋方案

3.1 地鐵場景特點(diǎn)

地鐵場景一般由附屬（出入口）、站廳、站臺、隧道部分組成，屬于室內(nèi)封閉較嚴(yán)重的典型場景，在沒有專門部署網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況下，室外信號無法穿透進(jìn)行覆蓋，屬于覆蓋盲區(qū)。且地鐵作為交通樞紐，客流量大，早晚高峰潮汐現(xiàn)象嚴(yán)重，是各運(yùn)營商信號覆蓋重點(diǎn)解決區(qū)域。

3.2 站臺及站廳建設(shè)方案

5G 網(wǎng)絡(luò)作為新時(shí)代數(shù)據(jù)化網(wǎng)絡(luò)，比對現(xiàn)如今的4G 網(wǎng)絡(luò)，具有更快的數(shù)據(jù)傳輸速度，理論上可以達(dá)到10Gbps傳輸速率，就算是超高畫質(zhì)的電影在5G 網(wǎng)絡(luò)中下載也僅需要1、2秒的時(shí)間。信息時(shí)代下，5G的誕生，能進(jìn)一步滿足人們對移動數(shù)據(jù)的需求，便于人們在智能終端上進(jìn)行各種想要的操作，也意味著VR、3D以及超高清電視節(jié)目等走進(jìn)人們的日常生活。在地鐵5G網(wǎng)絡(luò)通信體系建設(shè)中，站臺及站廳是人流量最大的區(qū)域，且屬于空曠區(qū)域。因此，現(xiàn)網(wǎng)一般采用新型室分及傳統(tǒng)分布系統(tǒng)兩種解決方案。

3.2.1 新型室分及傳統(tǒng)分布系統(tǒng)的對比

新型室分系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)性能、安裝效率、網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)等方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)分布系統(tǒng)，傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)在覆蓋面積超大等場景下具有價(jià)格優(yōu)勢，但隨著新型室分設(shè)備價(jià)格逐年下調(diào)，在地鐵場景下新型室分設(shè)備造價(jià)與傳統(tǒng)分布系統(tǒng)造價(jià)差異逐年減小，且新型室分施工方便，組網(wǎng)靈活，擴(kuò)容更方便，更適合地鐵站臺站廳的覆蓋。

3.2.2 原有地鐵線路5G 建設(shè)方案

原有地鐵線路已開通運(yùn)營，建設(shè)5G 網(wǎng)絡(luò)不僅要考慮網(wǎng)絡(luò)性能、造價(jià)，還要考慮施工因素、客戶需求、現(xiàn)網(wǎng)對新頻率的支持情況，主要分為直接合路現(xiàn)有分布系統(tǒng)、新建或者改造成新型分布系統(tǒng)兩種方案，綜合考慮確認(rèn)建設(shè)方案。

1.現(xiàn)網(wǎng)是否支持新頻段因素：傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)在2015年前建設(shè)的無源器件僅支持800-2500MHz，2016 年之后建設(shè)的無源器件支持800-2700MHz?，F(xiàn)有地鐵內(nèi)無源器件及饋線是否支持5G 頻段需經(jīng)測試后才可確認(rèn)，如不支持則需進(jìn)行替換原有無源器件及饋線，工程量較大;另外，原有POI均不支持5G網(wǎng)絡(luò)，需進(jìn)行改造或者替換。

2.客戶因素：目前地鐵內(nèi)5G 客戶主要以eMBB 業(yè)務(wù)為主，傳統(tǒng)分布系統(tǒng)可以滿足絕大部分用戶的容量需求，對于支持5G 頻段的現(xiàn)網(wǎng)分布系統(tǒng)可以進(jìn)行直接合路建設(shè)，如移動2.6G頻段。

3.施工因素：原有分布系統(tǒng)不需改造情況下施工最為便捷，如進(jìn)行分布系統(tǒng)替換或新建一套新型室分系統(tǒng)，則需地鐵方同意方可進(jìn)場施工，由于地鐵已開通運(yùn)行，多數(shù)地鐵運(yùn)營時(shí)間較長，夜間施工窗口期較短，難度較大。

3.3 隧道方案

3.3.1 泄露電纜方案與貼壁天線方案選擇

隧道內(nèi)5G 建設(shè)方案目前存在兩種選擇：泄露電纜方案和貼壁天線方案。兩種方案優(yōu)缺點(diǎn)對比如下表1所示。

我國5G建設(shè)中，隧道目前普遍采用漏纜方案，故推薦敷設(shè)漏纜方案覆蓋隧道。經(jīng)調(diào)研，京信等廠家目前在研究滿足安全性要求的貼壁天線，已有產(chǎn)品進(jìn)行試點(diǎn)，隨著技術(shù)發(fā)展，未來也可以采用節(jié)省投資的貼壁天線建設(shè)方案。

3.3.2 漏纜選擇與分配方案

1.泄露電纜選擇：現(xiàn)網(wǎng)已建設(shè)漏纜均為13/8型，最大截止頻率為2.9G，支持移動2.6G頻段、不支持電聯(lián)3.5G頻段。電聯(lián)必須采用5/4型泄露電纜進(jìn)行5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

2.互調(diào)干擾分析：泄露電纜分配必須考慮互調(diào)干擾問題，合理規(guī)避干擾、提升網(wǎng)絡(luò)性能?；フ{(diào)因素比較復(fù)雜，工程質(zhì)量、器件加工工藝、材質(zhì)、POI 頻率排列組合都會對互調(diào)干擾產(chǎn)生影響。

3.4 5G室內(nèi)覆蓋建設(shè)策略

地鐵5G室分系統(tǒng)建設(shè)存在不少問題。有些地鐵線路建設(shè)較早，室內(nèi)分布建設(shè)不是運(yùn)營商或鐵塔承建，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源核查問題較大，前期室分站建設(shè)缺乏資源核查的支持，以致于整個(gè)設(shè)計(jì)和竣工資料都無法進(jìn)行整合，不利于展開后期建設(shè)的核對與建立，后期再整改和優(yōu)化中也沒有相應(yīng)的參考依據(jù)。

需要注意的是，5G 網(wǎng)絡(luò)以及室分建設(shè)畢竟才剛開始，建設(shè)的過程也是摸索過程，但由于合同簽訂的關(guān)系，有些工程的建設(shè)工期較為緊張，實(shí)際建設(shè)中需要業(yè)務(wù)區(qū)兩家施工單位同時(shí)兼顧宏站和室內(nèi)站的設(shè)備，加之現(xiàn)場監(jiān)管不到位等，影響了工程質(zhì)量。因此，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中應(yīng)該基于5GNR 標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行多個(gè)施工階段的重點(diǎn)梳理及控制，分多個(gè)階段進(jìn)行施工的把控，詳細(xì)記錄好質(zhì)量問題，并實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場施工監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，有利于監(jiān)督工程質(zhì)量的落實(shí)，切實(shí)保證工程項(xiàng)目的質(zhì)量與進(jìn)度。

基于地鐵的高價(jià)值、高業(yè)務(wù)量的特性，在投資允許的情況下推薦在站臺及站廳區(qū)域建設(shè)新型室分，提高網(wǎng)絡(luò)性能、提升客戶感知、牢固公司品牌形象;隧道內(nèi)采用泄露電纜方案，推薦采用泄露電纜貫穿站臺的方案、減少切換量，根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的建設(shè)方案。

四、結(jié)束語

在現(xiàn)代社會中，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)馁|(zhì)量和速度已經(jīng)成為人們關(guān)注的重點(diǎn)問題。所以大力推廣5G通信系統(tǒng)對人們的日常生活以及國家的發(fā)展進(jìn)步都有著極其重要的影響。為解決當(dāng)前的5G室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題以及容量問題，工作人員應(yīng)該在室分建設(shè)中發(fā)揮自身的作用，保證所有的基站建設(shè)以及移動通信系統(tǒng)建設(shè)都符合5G 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)以及室內(nèi)覆蓋設(shè)計(jì)原則。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]梁童，賈輝.5G室內(nèi)覆蓋性能及關(guān)鍵問題分析[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化， 2020，33（06）：49-53.

[2]劉曉雷、劉天培、楚科科.數(shù)字化室分在5G室內(nèi)覆蓋中的應(yīng)用淺析[J].信息技術(shù)與信息化，2020，247（10）：163-165.

[3]馬穎、馬東興、馬向辰、王申、高松濤.5G室內(nèi)覆蓋性能及測試分析[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2020，280（12）：85-89.