室内5G网络覆盖解决方案

毕健有　王家旭　王文成

【摘要】    本文首先对5G网络现状进行了分析，得出5G网络需进行深度覆盖阶段，研究分析了室内5G网络覆盖的几种解决方案，分场景给出了室内5G网络覆盖的建网方式。

【关键词】    5G    传统DAS室分    新型数字化室分

一、5G网络现状

5G网络在国家大力支持下发展至今，目前5G基站数已达115.9万个，5G终端连接数达4.5亿户，国内在城区已基本完成了广覆盖。本年前三季度电信业务总量同比增长28%，电信业务收入同比增长8.4%，增速同比提高5.2个百分点。因疫情原因，全球经济萎靡的大环境下我国通信行业取得如此成绩是令人惊喜的。于2021年10月工信部提出5G应用“扬帆”行动，进一步加快及助力5G网络的发展。可见，5G网络目前已经从广覆盖阶段步入深度覆盖阶段。

二、室内5G网络覆盖情况

目前5G应用处于探索阶段，还没有应用到无人驾驶等杀手级应用。5G的业务还主要依赖于手机等终端业务，这意味着5G的大部分业务来源于室内。因国内5G商用的网络均属于高频段，其信号传播的空间损耗、墙体穿透损耗、人体穿透损耗等均比之前商用的网络更高，信号穿透能力更差，另5G宏基站的站间距大约在350米左右，比4G网络更加密集，网络的邻区干扰等更严重，切换更加频繁。这些因素都导致室内的5G网络覆盖无法依靠宏基站来解决，室内5G网络如何组网是亟须解决的问题。

三、传统DAS室分系统5G网络覆盖

传统DAS室分系统是由无源器件、同轴电缆和天线组成。其区别于宏基站的每个RRU只连接一副天线，而是通过无源器件和同轴电缆与几十副小型室内天线相连接，这些天线大多被安装在室内各个房间或走廊的顶棚内。这种多天线的覆盖方式减小了每副天线的覆盖范围，从而避免了从天线发射出的无线网络信号需穿透多堵墙体才能达到接收终端的情况。

然而传统DAS室分系统中所使用的器件普遍的工作频段为800 ～2700 MHz，对主流的商用5G网络频段并不支持。所以5G网络能否使用存量的传统DAS室分系统进行组网必须对每套系统进行测试评估，加大了工作量及工作难度。

再者，MIMO是5G技术中的一种重要的天线技术，这种通过多天线多路输出多路接收的方法能成倍提高5G网络的速率。大多数传统DAS室分系统并不支持该项技术，只有少数建设双路的DAS室分系统支持2×2 MIMO，其收益也有限。

综上所述，传统DAS室分系统因其技术的落后已经无法跟上5G新技术的步伐，传统DAS室分系统明显不是室内5G网络组网的最优选择，但目前国内传统DAS室分系统的存量是一个庞大的数字，是2G/3G/4G网络的重要组成部分，无论是从网络升级还是组网成本考虑传统DAS室分系统存量都不容忽视，我们应利用好这部分资源，有选择地吸收接纳到5G网络中来，还可以加速室分5G网络建网速度，一举两得。

四、新型数字化室分系统5G网络覆盖

新型数字化室分系统在4G网络时代已经得到了广泛应用。其具有组网简易、施工便捷、不需要大量的无源器件系统、稳定性更高、支持MIMO技术、后台可控、网络优化、控制简单快捷等特点，这些都是5G网络所需的要点，因此新型数字化室分系统是室内5G 网络组网的首选。

新型数字化室分系统优点众多，但也不是完美无缺。新型数字化室分系统的建设成本较高，其使用大量的PRRU代替了天线，多个PRRU还需要一个中继单元，光电复合缆代替了同轴电缆，无论设备和线缆的价格都较传统DAS室分系統使用的材料价格高出很多。如果室内5G网络全部使用新型数字化室分系统来组网，那组网成本是运营商无法承受的。

还有各设备厂商的新型数字化室分系统产品兼容问题目前也无法解决，2G～5G网络必须使用同一设备厂商的产品才可以兼容，否则无法兼容，需建设多套系统。这种捆绑给运营商的网络规划带来很大麻烦，会出现同一地区或者同一站点不同设备厂商的交叉情况，不利于网络管理及优化。

五、小微站5G网络覆盖

小微站如新型数字化室分系统一样，也是在4G网络时期出现的产品，但其应用较少。在室内5G网络建设中，小微站将得到广泛的应用。它集成度高、不需要机房等配套，也不像室分系统那样的大施工量，建网非常灵活便捷，只需要一个或几个设备的安装就能有效解决室内5G网络覆盖和容量需求。其特点可归纳为以下几点：

（一）小微站可以增强室内深度覆盖。对于室内弱覆盖的情况，有些场景是很空旷且面积很小的;或者有些室内场景大部分区域的5G网络覆盖良好，只有小范围区域是宏基站无法击穿覆盖的，这些情况下，我们建设一套室分系统性价比非常低。因此，需要通过小微站去解决室分建设问题。

（二）小微站能够提供连续的一致性5G体验。对于5G网络中非连续的高热区域以及弱覆盖区域，需要充分发挥小微站的大容量、易部署的优点，协同宏网络互补形成异构网络，提升用户体验。

（三）小基站能够赋能多样化行业应用。5G垂直行业需求具有多样化、专业化、成本敏感等特点，这就需要发挥小基站快速定制、灵活部署、高网络容量、低成本的优势，来满足千百行业的不同需求。

六、室分系统建设原则

从5G网络的特性及成本方面考虑，所有的室内都采用室分系统来进行5G网络覆盖是不现实，也是不必要的。因此我们要合理规划5G室分系统建设，5G室分系统建设规划要从价值、覆盖、流量、体验、重点场景多维综合考虑，以按需建设为原则。对于高价值、高流量的场景如：机场、地铁、高铁、高校、三甲医院、大型商超/场馆、重点垂直行业，优先采用新型数字化室分系统进行5G网络建设;对于普通场景优先考虑采用周边宏站覆盖和对存量传统DAS室分系统进行改造，保护存量传统DAS室分系统投资，采用合路方式馈入5G信源实现抢先覆盖。小微站主要应用于补盲及补充部分容量需求为主。E25030CA-B760-4F99-B7D0-08DEC667473C

（一）5G室分基站规划原则

宏基站信号能够穿透的楼宇，原则上暂不建设5G室分，宏基站信号无法穿透的楼宇，结合业务需求、投资效益，合理选择室分建设方式。室内覆盖新建场景，原则上采用4G/5G共模新型数字化室分系统进行部署，原则上预测三年内室内小区日均流量达到240GB以上可部署4通道设备，日均流量为小于240GB可部署2通道设备。

室内覆盖改造场景，应优先选择4G日均流量和5G终端渗透率较高的站点，并合理选择改造方式。对于现有传统DAS室分系统支持5G信源的可直接合路5G，不支持的可考虑部署5G单模新型数字化室分系统。

（二）5G室分基站规划方法

不同场景室分规划方法如表1所示。

传统室分系统改造：大多数存量传统DAS 室分系统所使用的各类无源器件和天线支持频段为800M～2.7GHz 频段，所以在此频段范围内的5G网络可直接合路5G信源设备建设，反之则需要替换掉不支持的器件和天线。大多数存量传统DAS 室分系统使用的同轴电缆都为1/2馈线和7/8馈线两种，均支持各频段5G网络，但需注意其馈线的损耗是根据不同频段而不同的，如表2所示。所以在5G信源设备合路时需计算好天线的输出功率是否满足需求，如不满足则需要适当调整部分器件或系统走线方式。

新型数字化室分系统：新型数字化室分系统的PRRU间距应根据楼宇建筑结构、业务需求等情况综合取定，除了机场、车站、地铁、大型场馆等高流量场景以外的区域，通过合理规划PRRU点位间距，开阔场景和一般隔断场景至少可节约投资30%。规划基准指标如表3所示：

在规划过程中，可充分利用大数据平台，结合MDT、MR、溯源问题、大型企事业单位、热点投诉、严重弱覆盖、大型手机卖场、重要营业厅、5G用户长期驻留、长期频发高流量等覆盖需求进行县城及以上区域精准覆盖规划。

城区道路100米以下弱覆盖、低流量普通室分、乡镇农村等场景，可以待700MHz产业成熟，进行深度、广度覆盖。

小微站：对于室内的空旷区域，如地下停车场、仓储超市等，利用小微站进行覆盖能达到较好的覆盖效果。或室内的热点区域已无法扩容的情况下可通过小微站进行容量的快速补充。

七、结束语

在5G应用开发不足，业务还主要依赖于手机等终端的时期，室内的5G网络覆盖是重点环节。如何快速合理地进行室内5G网络建设是首要问题，本文通过研究分析认为，新建新型数字化室分系统是室内5G网络建设的最优选择，在一些重要场景，其更稳定、更高的速率、各個环节均数字化的可控便捷性等优点起到了至关重要的作用，更能体现出5G网络相比于4G网络的价值，而在一些普通场景，因传统DAS室分系统的庞大存量问题，我们可以根据4G网络采集的流量数据等信息合理规划选择性地吸收，或是直接合路5G信源设备快速进行5G建网，或是对现有DAS室分系统进行改造后合路5G信源设备建网，可以有效利用现有资源，降低5G网络建设成本。

参  考  文  献

[1]龚戈勇，丁远. 浅析传统DAS室分系统在5G时代的应用[J].信息技术与信息化，2019（6）.

[2]黄善兰. 5G时代传统室内覆盖方式的适用性分析[J].通信电源技术，2020（1）.

[3]陈坚，卫慧锋，梁成业. 面向5G演进的数字化室内分布系统研究[J].广西通信技术，2018（6）.

[4]巩倩倩，段宗维，杨青青，等. 5G背景下室内信号覆盖解决方案的研究[J]. 无线互联科技，2021（3）.

[5]程前. 地铁场景5G建设方案探讨[J]. 电信快报，2020（9）.

毕健有（1976-），男，汉族，辽宁沈阳，本科，高级工程师，无线设计部经理，研究方向：4G、5G等无线通信网络技术及应用、网络规划优化及工程咨询设计;

王家旭（1987-），男，学士学位，信息工程专业，高级工程师，项目经理， 2020年被评为沈阳高层次人才;

王文成（1982.08-），男，本科，参与并出色完成的中国移动13-19年室分系统工程。E25030CA-B760-4F99-B7D0-08DEC667473C