室內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋解決方案

畢健有　王家旭　王文成

【摘要】? ? 本文首先對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，得出5G網(wǎng)絡(luò)需進(jìn)行深度覆蓋階段，研究分析了室內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的幾種解決方案，分場(chǎng)景給出了室內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的建網(wǎng)方式。

【關(guān)鍵詞】? ? 5G? ? 傳統(tǒng)DAS室分? ? 新型數(shù)字化室分

一、5G網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

5G網(wǎng)絡(luò)在國(guó)家大力支持下發(fā)展至今，目前5G基站數(shù)已達(dá)115.9萬個(gè)，5G終端連接數(shù)達(dá)4.5億戶，國(guó)內(nèi)在城區(qū)已基本完成了廣覆蓋。本年前三季度電信業(yè)務(wù)總量同比增長(zhǎng)28%，電信業(yè)務(wù)收入同比增長(zhǎng)8.4%，增速同比提高5.2個(gè)百分點(diǎn)。因疫情原因，全球經(jīng)濟(jì)萎靡的大環(huán)境下我國(guó)通信行業(yè)取得如此成績(jī)是令人驚喜的。于2021年10月工信部提出5G應(yīng)用“揚(yáng)帆”行動(dòng)，進(jìn)一步加快及助力5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。可見，5G網(wǎng)絡(luò)目前已經(jīng)從廣覆蓋階段步入深度覆蓋階段。

二、室內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況

目前5G應(yīng)用處于探索階段，還沒有應(yīng)用到無人駕駛等殺手級(jí)應(yīng)用。5G的業(yè)務(wù)還主要依賴于手機(jī)等終端業(yè)務(wù)，這意味著5G的大部分業(yè)務(wù)來源于室內(nèi)。因國(guó)內(nèi)5G商用的網(wǎng)絡(luò)均屬于高頻段，其信號(hào)傳播的空間損耗、墻體穿透損耗、人體穿透損耗等均比之前商用的網(wǎng)絡(luò)更高，信號(hào)穿透能力更差，另5G宏基站的站間距大約在350米左右，比4G網(wǎng)絡(luò)更加密集，網(wǎng)絡(luò)的鄰區(qū)干擾等更嚴(yán)重，切換更加頻繁。這些因素都導(dǎo)致室內(nèi)的5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋無法依靠宏基站來解決，室內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)如何組網(wǎng)是亟須解決的問題。

三、傳統(tǒng)DAS室分系統(tǒng)5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋

傳統(tǒng)DAS室分系統(tǒng)是由無源器件、同軸電纜和天線組成。其區(qū)別于宏基站的每個(gè)RRU只連接一副天線，而是通過無源器件和同軸電纜與幾十副小型室內(nèi)天線相連接，這些天線大多被安裝在室內(nèi)各個(gè)房間或走廊的頂棚內(nèi)。這種多天線的覆蓋方式減小了每副天線的覆蓋范圍，從而避免了從天線發(fā)射出的無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)需穿透多堵墻體才能達(dá)到接收終端的情況。

然而傳統(tǒng)DAS室分系統(tǒng)中所使用的器件普遍的工作頻段為800 ～2700 MHz，對(duì)主流的商用5G網(wǎng)絡(luò)頻段并不支持。所以5G網(wǎng)絡(luò)能否使用存量的傳統(tǒng)DAS室分系統(tǒng)進(jìn)行組網(wǎng)必須對(duì)每套系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試評(píng)估，加大了工作量及工作難度。

再者，MIMO是5G技術(shù)中的一種重要的天線技術(shù)，這種通過多天線多路輸出多路接收的方法能成倍提高5G網(wǎng)絡(luò)的速率。大多數(shù)傳統(tǒng)DAS室分系統(tǒng)并不支持該項(xiàng)技術(shù)，只有少數(shù)建設(shè)雙路的DAS室分系統(tǒng)支持2×2 MIMO，其收益也有限。

綜上所述，傳統(tǒng)DAS室分系統(tǒng)因其技術(shù)的落后已經(jīng)無法跟上5G新技術(shù)的步伐，傳統(tǒng)DAS室分系統(tǒng)明顯不是室內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的最優(yōu)選擇，但目前國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)DAS室分系統(tǒng)的存量是一個(gè)龐大的數(shù)字，是2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，無論是從網(wǎng)絡(luò)升級(jí)還是組網(wǎng)成本考慮傳統(tǒng)DAS室分系統(tǒng)存量都不容忽視，我們應(yīng)利用好這部分資源，有選擇地吸收接納到5G網(wǎng)絡(luò)中來，還可以加速室分5G網(wǎng)絡(luò)建網(wǎng)速度，一舉兩得。

四、新型數(shù)字化室分系統(tǒng)5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋

新型數(shù)字化室分系統(tǒng)在4G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。其具有組網(wǎng)簡(jiǎn)易、施工便捷、不需要大量的無源器件系統(tǒng)、穩(wěn)定性更高、支持MIMO技術(shù)、后臺(tái)可控、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、控制簡(jiǎn)單快捷等特點(diǎn)，這些都是5G網(wǎng)絡(luò)所需的要點(diǎn)，因此新型數(shù)字化室分系統(tǒng)是室內(nèi)5G 網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的首選。

新型數(shù)字化室分系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)眾多，但也不是完美無缺。新型數(shù)字化室分系統(tǒng)的建設(shè)成本較高，其使用大量的PRRU代替了天線，多個(gè)PRRU還需要一個(gè)中繼單元，光電復(fù)合纜代替了同軸電纜，無論設(shè)備和線纜的價(jià)格都較傳統(tǒng)DAS室分系統(tǒng)使用的材料價(jià)格高出很多。如果室內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)全部使用新型數(shù)字化室分系統(tǒng)來組網(wǎng)，那組網(wǎng)成本是運(yùn)營(yíng)商無法承受的。

還有各設(shè)備廠商的新型數(shù)字化室分系統(tǒng)產(chǎn)品兼容問題目前也無法解決，2G～5G網(wǎng)絡(luò)必須使用同一設(shè)備廠商的產(chǎn)品才可以兼容，否則無法兼容，需建設(shè)多套系統(tǒng)。這種捆綁給運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃帶來很大麻煩，會(huì)出現(xiàn)同一地區(qū)或者同一站點(diǎn)不同設(shè)備廠商的交叉情況，不利于網(wǎng)絡(luò)管理及優(yōu)化。

五、小微站5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋

小微站如新型數(shù)字化室分系統(tǒng)一樣，也是在4G網(wǎng)絡(luò)時(shí)期出現(xiàn)的產(chǎn)品，但其應(yīng)用較少。在室內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，小微站將得到廣泛的應(yīng)用。它集成度高、不需要機(jī)房等配套，也不像室分系統(tǒng)那樣的大施工量，建網(wǎng)非常靈活便捷，只需要一個(gè)或幾個(gè)設(shè)備的安裝就能有效解決室內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量需求。其特點(diǎn)可歸納為以下幾點(diǎn)：

（一）小微站可以增強(qiáng)室內(nèi)深度覆蓋。對(duì)于室內(nèi)弱覆蓋的情況，有些場(chǎng)景是很空曠且面積很小的;或者有些室內(nèi)場(chǎng)景大部分區(qū)域的5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋良好，只有小范圍區(qū)域是宏基站無法擊穿覆蓋的，這些情況下，我們建設(shè)一套室分系統(tǒng)性價(jià)比非常低。因此，需要通過小微站去解決室分建設(shè)問題。

（二）小微站能夠提供連續(xù)的一致性5G體驗(yàn)。對(duì)于5G網(wǎng)絡(luò)中非連續(xù)的高熱區(qū)域以及弱覆蓋區(qū)域，需要充分發(fā)揮小微站的大容量、易部署的優(yōu)點(diǎn)，協(xié)同宏網(wǎng)絡(luò)互補(bǔ)形成異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，提升用戶體驗(yàn)。

（三）小基站能夠賦能多樣化行業(yè)應(yīng)用。5G垂直行業(yè)需求具有多樣化、專業(yè)化、成本敏感等特點(diǎn)，這就需要發(fā)揮小基站快速定制、靈活部署、高網(wǎng)絡(luò)容量、低成本的優(yōu)勢(shì)，來滿足千百行業(yè)的不同需求。

六、室分系統(tǒng)建設(shè)原則

從5G網(wǎng)絡(luò)的特性及成本方面考慮，所有的室內(nèi)都采用室分系統(tǒng)來進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋是不現(xiàn)實(shí)，也是不必要的。因此我們要合理規(guī)劃5G室分系統(tǒng)建設(shè)，5G室分系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃要從價(jià)值、覆蓋、流量、體驗(yàn)、重點(diǎn)場(chǎng)景多維綜合考慮，以按需建設(shè)為原則。對(duì)于高價(jià)值、高流量的場(chǎng)景如：機(jī)場(chǎng)、地鐵、高鐵、高校、三甲醫(yī)院、大型商超/場(chǎng)館、重點(diǎn)垂直行業(yè)，優(yōu)先采用新型數(shù)字化室分系統(tǒng)進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè);對(duì)于普通場(chǎng)景優(yōu)先考慮采用周邊宏站覆蓋和對(duì)存量傳統(tǒng)DAS室分系統(tǒng)進(jìn)行改造，保護(hù)存量傳統(tǒng)DAS室分系統(tǒng)投資，采用合路方式饋入5G信源實(shí)現(xiàn)搶先覆蓋。小微站主要應(yīng)用于補(bǔ)盲及補(bǔ)充部分容量需求為主。E25030CA-B760-4F99-B7D0-08DEC667473C

（一）5G室分基站規(guī)劃原則

宏基站信號(hào)能夠穿透的樓宇，原則上暫不建設(shè)5G室分，宏基站信號(hào)無法穿透的樓宇，結(jié)合業(yè)務(wù)需求、投資效益，合理選擇室分建設(shè)方式。室內(nèi)覆蓋新建場(chǎng)景，原則上采用4G/5G共模新型數(shù)字化室分系統(tǒng)進(jìn)行部署，原則上預(yù)測(cè)三年內(nèi)室內(nèi)小區(qū)日均流量達(dá)到240GB以上可部署4通道設(shè)備，日均流量為小于240GB可部署2通道設(shè)備。

室內(nèi)覆蓋改造場(chǎng)景，應(yīng)優(yōu)先選擇4G日均流量和5G終端滲透率較高的站點(diǎn)，并合理選擇改造方式。對(duì)于現(xiàn)有傳統(tǒng)DAS室分系統(tǒng)支持5G信源的可直接合路5G，不支持的可考慮部署5G單模新型數(shù)字化室分系統(tǒng)。

（二）5G室分基站規(guī)劃方法

不同場(chǎng)景室分規(guī)劃方法如表1所示。

傳統(tǒng)室分系統(tǒng)改造：大多數(shù)存量傳統(tǒng)DAS 室分系統(tǒng)所使用的各類無源器件和天線支持頻段為800M～2.7GHz 頻段，所以在此頻段范圍內(nèi)的5G網(wǎng)絡(luò)可直接合路5G信源設(shè)備建設(shè)，反之則需要替換掉不支持的器件和天線。大多數(shù)存量傳統(tǒng)DAS 室分系統(tǒng)使用的同軸電纜都為1/2饋線和7/8饋線兩種，均支持各頻段5G網(wǎng)絡(luò)，但需注意其饋線的損耗是根據(jù)不同頻段而不同的，如表2所示。所以在5G信源設(shè)備合路時(shí)需計(jì)算好天線的輸出功率是否滿足需求，如不滿足則需要適當(dāng)調(diào)整部分器件或系統(tǒng)走線方式。

新型數(shù)字化室分系統(tǒng)：新型數(shù)字化室分系統(tǒng)的PRRU間距應(yīng)根據(jù)樓宇建筑結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)需求等情況綜合取定，除了機(jī)場(chǎng)、車站、地鐵、大型場(chǎng)館等高流量場(chǎng)景以外的區(qū)域，通過合理規(guī)劃PRRU點(diǎn)位間距，開闊場(chǎng)景和一般隔斷場(chǎng)景至少可節(jié)約投資30%。規(guī)劃基準(zhǔn)指標(biāo)如表3所示：

在規(guī)劃過程中，可充分利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)，結(jié)合MDT、MR、溯源問題、大型企事業(yè)單位、熱點(diǎn)投訴、嚴(yán)重弱覆蓋、大型手機(jī)賣場(chǎng)、重要營(yíng)業(yè)廳、5G用戶長(zhǎng)期駐留、長(zhǎng)期頻發(fā)高流量等覆蓋需求進(jìn)行縣城及以上區(qū)域精準(zhǔn)覆蓋規(guī)劃。

城區(qū)道路100米以下弱覆蓋、低流量普通室分、鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村等場(chǎng)景，可以待700MHz產(chǎn)業(yè)成熟，進(jìn)行深度、廣度覆蓋。

小微站：對(duì)于室內(nèi)的空曠區(qū)域，如地下停車場(chǎng)、倉(cāng)儲(chǔ)超市等，利用小微站進(jìn)行覆蓋能達(dá)到較好的覆蓋效果?；蚴覂?nèi)的熱點(diǎn)區(qū)域已無法擴(kuò)容的情況下可通過小微站進(jìn)行容量的快速補(bǔ)充。

七、結(jié)束語(yǔ)

在5G應(yīng)用開發(fā)不足，業(yè)務(wù)還主要依賴于手機(jī)等終端的時(shí)期，室內(nèi)的5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋是重點(diǎn)環(huán)節(jié)。如何快速合理地進(jìn)行室內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是首要問題，本文通過研究分析認(rèn)為，新建新型數(shù)字化室分系統(tǒng)是室內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的最優(yōu)選擇，在一些重要場(chǎng)景，其更穩(wěn)定、更高的速率、各個(gè)環(huán)節(jié)均數(shù)字化的可控便捷性等優(yōu)點(diǎn)起到了至關(guān)重要的作用，更能體現(xiàn)出5G網(wǎng)絡(luò)相比于4G網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值，而在一些普通場(chǎng)景，因傳統(tǒng)DAS室分系統(tǒng)的龐大存量問題，我們可以根據(jù)4G網(wǎng)絡(luò)采集的流量數(shù)據(jù)等信息合理規(guī)劃選擇性地吸收，或是直接合路5G信源設(shè)備快速進(jìn)行5G建網(wǎng)，或是對(duì)現(xiàn)有DAS室分系統(tǒng)進(jìn)行改造后合路5G信源設(shè)備建網(wǎng)，可以有效利用現(xiàn)有資源，降低5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]龔戈勇，丁遠(yuǎn). 淺析傳統(tǒng)DAS室分系統(tǒng)在5G時(shí)代的應(yīng)用[J].信息技術(shù)與信息化，2019（6）.

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[3]陳堅(jiān)，衛(wèi)慧鋒，梁成業(yè). 面向5G演進(jìn)的數(shù)字化室內(nèi)分布系統(tǒng)研究[J].廣西通信技術(shù)，2018（6）.

[4]鞏倩倩，段宗維，楊青青，等. 5G背景下室內(nèi)信號(hào)覆蓋解決方案的研究[J]. 無線互聯(lián)科技，2021（3）.

[5]程前. 地鐵場(chǎng)景5G建設(shè)方案探討[J]. 電信快報(bào)，2020（9）.

畢健有（1976-），男，漢族，遼寧沈陽(yáng)，本科，高級(jí)工程師，無線設(shè)計(jì)部經(jīng)理，研究方向：4G、5G等無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化及工程咨詢?cè)O(shè)計(jì);

王家旭（1987-），男，學(xué)士學(xué)位，信息工程專業(yè)，高級(jí)工程師，項(xiàng)目經(jīng)理， 2020年被評(píng)為沈陽(yáng)高層次人才;

王文成（1982.08-），男，本科，參與并出色完成的中國(guó)移動(dòng)13-19年室分系統(tǒng)工程。E25030CA-B760-4F99-B7D0-08DEC667473C