无源室分在5G时代的部署模式探讨

周玥丹

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210019）

0 引 言

2G、3G以及4G网络是面向公众用户的。略有规模的楼宇都部署了室内分布系统，以实现全覆盖，使得用户体验在室内外保持一致。这对语音业务来说是必要的，但对数据业务可用“有线宽带+WiFi”替代。因此，大部分4G室分系统只是覆盖型站点，具有容量优势的有源室分并没有太高的性价比，主力仍是无源室分。随着5G网络的商用，网络进入大规模建设阶段，室外站可与4G站点共址快速部署，室分系统也愈发复杂。

1 室内覆盖方式

在2G、3G以及4G网络部署中，室外覆盖室内是最传统的覆盖方式，具体包括室外站兼顾室内和室外专用站覆盖室内两种。但是，室外站信号难以实现对大型楼宇和多隔断型楼宇的深度覆盖，因此需要部署室内分布系统以满足室内用户接入需求。

5G使用频段普遍高于4G，一堵墙的穿透损耗增大6～8 dB[1]。虽然使用大规模天线（Massive MIMO）的増益比传统双极化天线多4～6 dB，可在一定程度上弥补穿透损耗方面的差距，但5G室外站覆盖室内的效果总体低于4G，仅能实现架构简单楼宇的室内浅层覆盖。因此，对5G网络来说，部署室分系统更有必要。

当前，室分系统主要分为5G无源室分、5G有源室分以及衍生出的5G无源室分+有源室分共3种，各自的特点如表1所示。

2 5G室内解决方案

2.1 业务需求多样化

4G网络业务相对单一，主要面向公众用户，且室内有可替代产品，导致室内信源利用率不高。5G时代，一方面公众业务向纵深发展，另一方面To B行业应用业务百花齐放，室内移动业务需求必然有所上升。当前，越来越多的业务发生在室内，预计未来90%以上流量发生在室内。室内对容量的要求远高于以往，容量型室分的比例将有所提升。

表1 3种室分系统对比

2.2 解决方案多元化

随着5G网络的规模部署，室内覆盖的重要性逐步凸显。业务种类多样，可较清晰地定义和预测行业应用业务的流量需求，并按需定制室内覆盖方案。各场景特点及适用解决方案如表2所示。

表2 各场景特点及适用解决方案

To C中品牌宣传场景适合部署5G有源室分，覆盖需求场景适合部署无源室分，其他类型场景适合采用无源叠加有源的混合室分系统[2]。实际上，随着无线网络的更新换代，室分系统最快捷和最节省的升级方法是基于现网分布系统合路新一代信源。从表2可以看出，无源室分不仅适用于覆盖需求场景，在其他场景中也可以快速实现5G覆盖，为5G网络打好基础。

3 无源室分实施方案

5G无源室分单路方案造价低其施工简易。采用3.5G RRU信源（时隙配比7:3）单载波，下载峰值速率能达到250 Mb/s左右，可满足一般数据业务需求。在现网存量楼宇中，要快速且低成本部署5G网络，实现5G从无到有的跨越，同时需优先改造存量4G无源室分合路5G信源。在具体实施过程中，可通过共建合路、错层MIMO以及移频MIMO等多种手段，进一步提高设备的使用效率和用户接入感知。

3.1 共建合路

对于共建双方现网共存无源室分的楼宇，若双方均为单路室分且天线间距、天线输出口功率以及信源功率裕量等条件可行时，可利旧双方单路室分实现双路室分，在几乎不新增成本的情况下将用户体验速率提升近一倍。4G双方单路系统和5G形成双路系统分别如图1和图2所示。

该方案中合路器最关键，通常采用邻频合路器进行多系统合路（插损约为1 dB）。若一方4G频段的NR频段出现重叠，则需要采用“电桥+邻频合路器”进行合路或研发新型邻频合路器。

3.2 错层MIMO

图1 4G双方单路系统

5G无源室分新建双路系统可实现双通道速率，下行峰值速率可提升至单路的1.8倍左右，但施工难度和造价提高了近一倍。5G无源室分错层覆盖方案是在无源室分单路方案基础上进行优化，将主干调整为交错连接的双主干，平层部分仍为单路。近点区域下行峰值速率可提升至单路的1.8倍左右，远点区域可提升1.5倍左右，全楼天馈造价较单路方案造价的提升幅度≤3%。

采用2T2R的RRU，利用错层组网可以实现Rank2效果；采用4T4R或8T8R的RRU，可实现Rank2或Rank3效果。Rank2的组网示意和Rank3的组网示意分别如图3和图4所示。

3.3 移频MIMO

图4 Rank3组网示意图

5G移频MIMO室分系统也是基于无源室分系统进行改造。系统由移频管理单元（近端机）、移频覆盖单元（远端机）以及远端供电单元3部分组成。

近端机将5G RRU信号下变频为800～2 700 MHz的频段信号，与2G、3G以及4G射频信号进行合路输出至无源室内分布系统，然后通过远端机接收无源室分系统内变频信号，经过滤波、放大以及上变频后恢复至5G信号。5G信号直接与2G、3G以及4G信号同时输出，达到利用原有室分天馈系统在单根馈线上实现5G信号覆盖的目的[3]。移频MIMO的系统如图5所示。

图5 移频MIMO系统示意图

由于需要使用4G存量分布系统传输移频后的中频信号，因此在移频MIMO改造前需要评估4G存量室分质量及覆盖率。老旧和天线未进入房间的4G室分，预计会影响移频MIMO的5G覆盖效果及感知。移频MIMO改造方案的实施难点在于平层吊顶、桥架内布放48 V电源线以及制作电源线接头。从后期运维考虑，电源线存在运行老化隐患，建议在实际工程中采用4 mm2的电源线。另外，信源设备功率不宜过高。

4 结 论

5G网络的室分建设比4G时代更重要也更复杂，采用单一的手段很难获得好的效果，需要从频段选择、改造方式以及差异化覆盖等多维度切入，才能达到降本增效的目标。无源室分作为从2G网络延续下来的传统建设方式，仍然是一笔宝贵的资源。充分利用存量的无源分布系统，通过共建合路、错层MIMO以及移频MIMO等多种手段，可使其在5G建设大潮中继续发光发热。