中高容量传统单路室分场景升级5G 方案研究

［吴正华 赵婧 樊正茂 戴俊 陈志翔 刘荣 宫晓强 许平］

1 引言

随着5G 网络建设的快速推进，室内覆盖问题逐步显现，其中以存量传统单路室分升级物业点最为明显。以某城市为例，存量4G 室分中建设方式为传统单路物业点占比40%，根据业务量，升级5G 可采用合路传统单路/传统单路改造双路等方式。现有的5G 升级改造方案无法做到性能、成本、施工难度之间的完全平衡，如何精准规划，确保投资效益，是5G 建设需要重点考虑的问题。

2 现状及挑战

当前，传统单路室分物业点以合路建设5G 为主，施工简单，周期短。另一方面，该建设方式不能满足中高业务量站点的容量需求，需通过传统单路改造双路升级5G，相较于传统单路合路只需要在信源位置部署5G RRU外，该建设方式还需重新建设一套分布系统。现网中，馈线及无源器件基本布放于装修吊顶内，再次进场施工面临物业协调难度大、周期长；此外，重新建设一套分布系统导致单站综合造价高。针对上叙情况，目前业内提出5G增速器、无源移频MIMO、错层MIMO 等创新解决方案。

3 多维评估、选取最优创新方案

基于当前中高容量传统单路室分5G 升级建设难点痛点，本文建立模型，从规划、建设、优化、演进4 个维度的5 个指标：性能提升、造价成本、施工难度、运营维护、后期演进对5G 增速器、无源移频MIMO、错层MIMO 综合评估，如表1 所示，评选出中高容量传统单路室分最优5G升级方案。本模型中，每个指标满分3分，第一名得3分，第二名得2 分，第三名得1 分，各维度相加总分最多为最优方案。

表1 4 维5 类评估模型

3.1 方案介绍

（1）5G 增速器：本系统是一种利用现有传统室分天馈线系统加5G 增速器实现5G 室内多路信号的室内覆盖系统，本系统不需要对现有传统DAS 分布系统施工改动，同时也不需要在现有馈线馈直流远供电。图1 为5G 增速器室内覆盖系统，该系统分为5G 增速器近端单元A 装置和5G 增速器远端单元B 装置。5G 增速器近端单元将一路5G 信号变频为f1。在传统无源天馈线覆盖区域增加一个即插即用的5G 增速器远端单元，远端单元可将f1 信号变回2.6 GHz 5G 信号，如图1 所示。

图1 5G 增速器系统图

（2）无源移频MIMO：本系统包含BBU、变频系统（含移频RRU、合路器、远端变频单元），不需要对现有传统DAS 分布系统施工改动，同时也不需要在现有馈线馈直流远供电，施工便捷。图2 为无源移频MIMO 系统，移频RRU 输出一路标准2.6G 信号和移频信号，在原有单路DAS 系统传输2.6 GHz 频段和变频信号，远端变频单元还原为两路2.6 GHz 信号，从而在原有单路DAS 系统中实现双流效果，如图2 所示。

图2 无源移频MIMO 系统图

（3）错层MIMO：本系统利用RRU 的不同通道覆盖相邻楼层进行联合发送和接收，使传统室分具备多天线收发能力，实现传统室分支持5G 多流，提升5G 用户感知。系统组网方案如图3 所示。

图3 错层MIMO 系统图

3.2 性能提升分析

经过部分城市试点测试，得到速率整体情况，如表2所示。

表2 三种创新方案性能提升情况

以上测结果可看到，3 种创新方式相比传统单路合路速率均值有明显提升，5G 增速器上传均值速率（48M 提升至65M）、下载均值速率（315M 提升至577M）提升效果最好，无源移频MIMO 次之。该维度，5G 增速器得3 分，无源移频MIMO 得2 分，错层MIMO 得1 分。

3.3 造价成本分析

对比3 种创新方式与合路传统单路合路建设方式的造价，错层MIMO 单平米造价最低，无源移频MIMO 次之，如表3 所示。该维度，错层MIMO 得3 分，无源移频MIMO 得2 分，5G 增速器得1 分。

表3 三种创新方案造价成本情况

3.4 施工难度分析

5G 增速器无需对分布系统部分改造施工，仅需在信源位置安装近端机，分布系统覆盖区域，还需部署远端单元且远端单元需供电。无源移频MIMO，同样无需改造分布系统部分，仅需在信源位置安装移频RRU，分布系统末端将室内天线替换为无源移频天线即可。错层MIMO不仅在信源位置部署5G RRU，还需要对分布系统主干进行改造，工作量比前两种方式大，物业协调难度大。该维度，错层MIMO 得1 分，无源移频MIMO 得2 分，5G 增速器得3 分。

3.5 运营维护分析

考虑到5G 增速器的远端单元需要供电，且部署在工位等用户敏感的位置，给后期的运营维护带来一定难度，该维度得1 分。错层MIMO 传统DAS 有严格的链路均衡要求，跨楼层联合收发，路损差异会影响多流性能，运营维护带来一定难度，该维度得2 分。无源移频MIMO 维护与原传统单路基本相当，该维度得3 分。

3.6 后期演进分析

后期演进考虑E 频段重耕建设5G 室分，从现有资料发现无源移频MIMO 和5G 增速器的移频RRU 和远端单元，仅针对2.6G 频段做移频和恢复操作。但，错层MIMO 不涉及移频操作，且4G 时代已有使用，预计E 频段重耕5G 可通过软件升级实现该功能。故，该维度错层MIMO 得3 分，无源移频MIMO 和5G 增速器均得2 分。

3.7 分析总结

综上所述，通过建立评估模型，从规划、建设、优化、演进4 个维度的5 个指标：性能提升、造价成本、施工难度、运营维护、后期演进对5G 增速器、无源移频MIMO、错层MIMO 综合评估，无源移频MIMO 得11 分，5G 增速器10 分，错层MIMO 得10 分，如表4 所示，对于中高容量传统单路室分建议优先选取无源移频MIMO 方式升级5G。

表4 三种创新方案综合评分情况

4 总结

本论文建立一种评估模型，主要从从规划、建设、优化、演进4 个维度的5 个指标：性能提升、造价成本、施工难度、运营维护、后期演进对5G 增速器、无源移频MIMO、错层MIMO 综合评估，找出中高容量传统单路室分升级建设5G 的最优方案。本文分析的3 种创新方案，在国内均有试点，预计在2023 年5G 室分建设中会逐步运用。