中高容量傳統(tǒng)單路室分場景升級5G 方案研究

［吳正華 趙婧 樊正茂 戴俊 陳志翔 劉榮 宮曉強 許平］

1 引言

隨著5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的快速推進，室內(nèi)覆蓋問題逐步顯現(xiàn)，其中以存量傳統(tǒng)單路室分升級物業(yè)點最為明顯。以某城市為例，存量4G 室分中建設(shè)方式為傳統(tǒng)單路物業(yè)點占比40%，根據(jù)業(yè)務(wù)量，升級5G 可采用合路傳統(tǒng)單路/傳統(tǒng)單路改造雙路等方式。現(xiàn)有的5G 升級改造方案無法做到性能、成本、施工難度之間的完全平衡，如何精準(zhǔn)規(guī)劃，確保投資效益，是5G 建設(shè)需要重點考慮的問題。

2 現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)

當(dāng)前，傳統(tǒng)單路室分物業(yè)點以合路建設(shè)5G 為主，施工簡單，周期短。另一方面，該建設(shè)方式不能滿足中高業(yè)務(wù)量站點的容量需求，需通過傳統(tǒng)單路改造雙路升級5G，相較于傳統(tǒng)單路合路只需要在信源位置部署5G RRU外，該建設(shè)方式還需重新建設(shè)一套分布系統(tǒng)?，F(xiàn)網(wǎng)中，饋線及無源器件基本布放于裝修吊頂內(nèi)，再次進場施工面臨物業(yè)協(xié)調(diào)難度大、周期長；此外，重新建設(shè)一套分布系統(tǒng)導(dǎo)致單站綜合造價高。針對上敘情況，目前業(yè)內(nèi)提出5G增速器、無源移頻MIMO、錯層MIMO 等創(chuàng)新解決方案。

3 多維評估、選取最優(yōu)創(chuàng)新方案

基于當(dāng)前中高容量傳統(tǒng)單路室分5G 升級建設(shè)難點痛點，本文建立模型，從規(guī)劃、建設(shè)、優(yōu)化、演進4 個維度的5 個指標(biāo)：性能提升、造價成本、施工難度、運營維護、后期演進對5G 增速器、無源移頻MIMO、錯層MIMO 綜合評估，如表1 所示，評選出中高容量傳統(tǒng)單路室分最優(yōu)5G升級方案。本模型中，每個指標(biāo)滿分3分，第一名得3分，第二名得2 分，第三名得1 分，各維度相加總分最多為最優(yōu)方案。

表1 4 維5 類評估模型

3.1 方案介紹

（1）5G 增速器：本系統(tǒng)是一種利用現(xiàn)有傳統(tǒng)室分天饋線系統(tǒng)加5G 增速器實現(xiàn)5G 室內(nèi)多路信號的室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)，本系統(tǒng)不需要對現(xiàn)有傳統(tǒng)DAS 分布系統(tǒng)施工改動，同時也不需要在現(xiàn)有饋線饋直流遠供電。圖1 為5G 增速器室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)，該系統(tǒng)分為5G 增速器近端單元A 裝置和5G 增速器遠端單元B 裝置。5G 增速器近端單元將一路5G 信號變頻為f1。在傳統(tǒng)無源天饋線覆蓋區(qū)域增加一個即插即用的5G 增速器遠端單元，遠端單元可將f1 信號變回2.6 GHz 5G 信號，如圖1 所示。

圖1 5G 增速器系統(tǒng)圖

（2）無源移頻MIMO：本系統(tǒng)包含BBU、變頻系統(tǒng)（含移頻RRU、合路器、遠端變頻單元），不需要對現(xiàn)有傳統(tǒng)DAS 分布系統(tǒng)施工改動，同時也不需要在現(xiàn)有饋線饋直流遠供電，施工便捷。圖2 為無源移頻MIMO 系統(tǒng)，移頻RRU 輸出一路標(biāo)準(zhǔn)2.6G 信號和移頻信號，在原有單路DAS 系統(tǒng)傳輸2.6 GHz 頻段和變頻信號，遠端變頻單元還原為兩路2.6 GHz 信號，從而在原有單路DAS 系統(tǒng)中實現(xiàn)雙流效果，如圖2 所示。

圖2 無源移頻MIMO 系統(tǒng)圖

（3）錯層MIMO：本系統(tǒng)利用RRU 的不同通道覆蓋相鄰樓層進行聯(lián)合發(fā)送和接收，使傳統(tǒng)室分具備多天線收發(fā)能力，實現(xiàn)傳統(tǒng)室分支持5G 多流，提升5G 用戶感知。系統(tǒng)組網(wǎng)方案如圖3 所示。

圖3 錯層MIMO 系統(tǒng)圖

3.2 性能提升分析

經(jīng)過部分城市試點測試，得到速率整體情況，如表2所示。

表2 三種創(chuàng)新方案性能提升情況

以上測結(jié)果可看到，3 種創(chuàng)新方式相比傳統(tǒng)單路合路速率均值有明顯提升，5G 增速器上傳均值速率（48M 提升至65M）、下載均值速率（315M 提升至577M）提升效果最好，無源移頻MIMO 次之。該維度，5G 增速器得3 分，無源移頻MIMO 得2 分，錯層MIMO 得1 分。

3.3 造價成本分析

對比3 種創(chuàng)新方式與合路傳統(tǒng)單路合路建設(shè)方式的造價，錯層MIMO 單平米造價最低，無源移頻MIMO 次之，如表3 所示。該維度，錯層MIMO 得3 分，無源移頻MIMO 得2 分，5G 增速器得1 分。

表3 三種創(chuàng)新方案造價成本情況

3.4 施工難度分析

5G 增速器無需對分布系統(tǒng)部分改造施工，僅需在信源位置安裝近端機，分布系統(tǒng)覆蓋區(qū)域，還需部署遠端單元且遠端單元需供電。無源移頻MIMO，同樣無需改造分布系統(tǒng)部分，僅需在信源位置安裝移頻RRU，分布系統(tǒng)末端將室內(nèi)天線替換為無源移頻天線即可。錯層MIMO不僅在信源位置部署5G RRU，還需要對分布系統(tǒng)主干進行改造，工作量比前兩種方式大，物業(yè)協(xié)調(diào)難度大。該維度，錯層MIMO 得1 分，無源移頻MIMO 得2 分，5G 增速器得3 分。

3.5 運營維護分析

考慮到5G 增速器的遠端單元需要供電，且部署在工位等用戶敏感的位置，給后期的運營維護帶來一定難度，該維度得1 分。錯層MIMO 傳統(tǒng)DAS 有嚴(yán)格的鏈路均衡要求，跨樓層聯(lián)合收發(fā)，路損差異會影響多流性能，運營維護帶來一定難度，該維度得2 分。無源移頻MIMO 維護與原傳統(tǒng)單路基本相當(dāng)，該維度得3 分。

3.6 后期演進分析

后期演進考慮E 頻段重耕建設(shè)5G 室分，從現(xiàn)有資料發(fā)現(xiàn)無源移頻MIMO 和5G 增速器的移頻RRU 和遠端單元，僅針對2.6G 頻段做移頻和恢復(fù)操作。但，錯層MIMO 不涉及移頻操作，且4G 時代已有使用，預(yù)計E 頻段重耕5G 可通過軟件升級實現(xiàn)該功能。故，該維度錯層MIMO 得3 分，無源移頻MIMO 和5G 增速器均得2 分。

3.7 分析總結(jié)

綜上所述，通過建立評估模型，從規(guī)劃、建設(shè)、優(yōu)化、演進4 個維度的5 個指標(biāo)：性能提升、造價成本、施工難度、運營維護、后期演進對5G 增速器、無源移頻MIMO、錯層MIMO 綜合評估，無源移頻MIMO 得11 分，5G 增速器10 分，錯層MIMO 得10 分，如表4 所示，對于中高容量傳統(tǒng)單路室分建議優(yōu)先選取無源移頻MIMO 方式升級5G。

表4 三種創(chuàng)新方案綜合評分情況

4 總結(jié)

本論文建立一種評估模型，主要從從規(guī)劃、建設(shè)、優(yōu)化、演進4 個維度的5 個指標(biāo)：性能提升、造價成本、施工難度、運營維護、后期演進對5G 增速器、無源移頻MIMO、錯層MIMO 綜合評估，找出中高容量傳統(tǒng)單路室分升級建設(shè)5G 的最優(yōu)方案。本文分析的3 種創(chuàng)新方案，在國內(nèi)均有試點，預(yù)計在2023 年5G 室分建設(shè)中會逐步運用。