一种改进的5G双路室内分布系统

陈坤鹏，蔡 彤，寇新忠

（1.中国移动通信集团设计院有限公司，北京 100080；2.中国移动通信集团江苏有限公司 镇江分公司，江苏 镇江 212000）

0 引 言

自5G商用牌照发放以来，中国移动已经进行了多期2.6 GHz 5G室外工程的建设。室内覆盖是5G网络建设的重要内容，良好的室内覆盖水平在确保网络竞争优势和用户业务体验方面发挥着极其重要的作用，中国移动已计划规模开展重点场景下的5G室内覆盖。现阶段，大规模室分建设叠加资本性支出（Capital Expenditure，CAPEX）端的压力，中国移动5G室内覆盖高度注重投资控制，力求平衡好用户感知与投资收益。

室内覆盖一直是无线网络工程建设的重点和难点[1,2]。不同于室外宏站覆盖方案的相对可复制性，室分站点建设方案需一站一策。室内环境相对复杂，覆盖建设协调困难、造价较高，需综合考虑业务需求、建筑物特点、实施难度以及投资效益等因素，遵循一定的规划设计流程，分场景逐点制定合理的建设方案，并通过后续的测试数据对设计方案加以验证和修正[3,4]。

本文梳理和研究了现行2.6 GHz 5G网络室内覆盖常用方案，在此基础上提出了一种改进的基于错室覆盖的5G双路室内分布系统覆盖方案，并在江苏大学学生宿舍楼进行了实际部署。站点开通后，进行了网络测试和成本分析，以验证网络性能、评估建设成本。

1 5G室内覆盖方案研究

1.1 常用5G室内覆盖方案

室内覆盖系统按照建设方式分为分布系统覆盖、室内蜂窝覆盖两大类。综合比较不同5G室内覆盖系统建设方案的容量能力、建设成本、维护难度以及可监控度等因素，如表1所示。分布系统覆盖是指信源电磁信号按照一定的路由分布式地覆盖到各个覆盖单元，每个覆盖单元内并没有信源设备存在，主要建设方式包括单路同轴电缆分布系统、泄漏电缆分布系统、变频分布系统、光纤分布系统等，在现网中占比较大。室内蜂窝覆盖是指在每个覆盖单元都有信源设备存在，并形成蜂窝形的覆盖效果，属于新型室分覆盖方案，造价相对较高[5]。

表1 室内覆盖系统方案比较

在双路平衡度得到满足的情况下，即两支路分布系统结构、线缆同路由相同，双路功率差不大于5 dB时，双路传统室分系统可提供理论上约两倍于单路传统室分系统的业务容量。从天线选择上来说，双路系统可以使用两路单极化天线，或者一路双极化天线[6]。中国移动现网传统室分主要以单路型为主，因此在5G室分的建设中，单路改双路或新建5G双路是出现比较多的建设场景。

1.2 高校场景5G室分建设

高校的建筑功能区复杂多样，宿舍楼、餐厅以及体育场馆等区域相对人员密度高、容量需求大，教学楼和图书馆等容量需求相对较低。需综合考虑业务需求、工程实施难度，合理选择5G室分系统建设方式。一般来说，高校属于高价值场景，通常建设双路的传统或新型室分，对于高容量需求场景，可采用4T4R新型室分进行建设[7]。

2 一种改进的双路室内分布系统设计方案

2.1 方案设计

江苏大学的学生人数多，移动用户渗透率高，业务需求量大。本次需覆盖的是其中的6栋宿舍楼，每栋宿舍楼均为6层，楼高约20 m，每层约30间房间，房间宽度为3 m，过道两侧均匀对称分布，过道宽度为2.2 m。墙体为普通砖墙，厚度为24 cm，墙体穿透损耗约为8～12 dB[6]。考虑到业务需求，新建双路型室分系统进行覆盖[8]。常规的双路分布系统天线点位方案如图1所示，每个房间有两路信号进行覆盖。由于宿舍房间数量大，此种方案将带来较高的建设成本和工程施工难度。

图1 常规的双路分布系统天线点位分布

为降低建设成本，针对江苏大学宿舍楼房间大小相当、布局均匀、墙体穿透损耗不太高的特点，考虑一种改进方案。间隔的两个房间使用同一路5G信源输出进行覆盖，相邻的房间使用另一路信源输出进行覆盖，对门的两个房间使用不同路信源输出进行覆盖，并将整个楼层所有房间设置为同一个小区，如图2所示。一个室分小区内有两个通道的信号输出，通过合理设置天线点位，可实现一个双路覆盖系统，并节约一半的天线资源[9]。本方案与常规的单路室内分步系统的区别也显而易见，常规的传统单路分布系统在一个室分小区内只会有一个通道的信源信号。

图2 改进的双路分布系统天线点位分布

2.2 工程实施

根据上述改进的双路分布系统错室覆盖方案，对江苏大学D09—D10、E01—E04宿舍楼进行了分布系统工程建设。主设备使用华为的BBU5900和2T2R的RRU5150-d，相邻的2—3个楼层划分为一个小区，信源设备数量及小区设置如表2所示。

表2 信源设备数量及小区配置

3 覆盖效果测试

RRU5150-d 支持的工作频段为 2 515 ～ 2 675 MHz，共160 MHz，单通道发射功率最大为100 W。为避免与室外宏站产生同频干扰，本次宿舍楼5G室分采用2 515 ～ 2 575 MHz共 60 MHz带宽模式，单通道发射功率设置为10 W。站点开通后，选取江苏大学E02栋宿舍楼1F进行现场遍历测试，现场测试的同步信号参考信号接收功率（Synchronization Signal Reference Signal Received Power，SS-RSRP）电平数据如图3所示。

图3 E02栋宿舍楼1F遍历测试SS-RSRP示意

表3给出了现场测试数据分析结果，测试数据显 示，95%的SS-RSRP高 于 -81 dBm，95%的 同步信号干扰加噪声比（Synchronization Signal Signal to Interference plus Noise Ratio，SS-SINR）高于 11 dB，满足中国移动高价值高业务需求室分场景下的覆盖电平指标要求。单用户上、下行平均速率分布为310 Mb/s、35 Mb/s，95%的下载速率测试值高于190 Mb/s，95%的上行速率测试值高于21 Mb/s，均满足中国移动2T2R的室内覆盖基站速率指标要求[10]。

表3 遍历测试数据分析表

4 建设成本分析

传统双路室分使用两路天馈，每个房间需要安装2个天线，改进后，每个房间只需安装1个天线，一方面减少了天线、器件、馈线的使用量以及甲供材使用量，另一方面随着工作量的减少，三费等也同步减少。本次采用传统室分2.6 GHz制式进行覆盖，6栋宿舍楼总覆盖面积约为 57 600 m2，主设备造价约为 270 000元（其中设备费用为247 200元，工程费及其他费用为22 800元），分布系统造价约为282 000元（其中材料费用为121 400元，工程费及其他费用为160 600元），合计552 000元。无线网造价约为9.6元/m2，低于常规新建双路室分12～15元/m2的工程造价。

5 结 论

本文对5G室分建设方案进行了分析，提出了一种错室覆盖的双路室内分布系统，并在江苏大学学生宿舍楼进行了工程实施，测试数据显示网络覆盖电平和上下行速率均满足常规双路室分的指标要求，而该方案节约了约一半的分布系统天线资源，降低了施工难度，缩短了建设工期。