基于5G的共享室分网络建设室分研究

作者简介：苟锃杰（1987— ），男，山西太原人，工程师，学士；研究方向：无线通信。

摘要：室分业务作为通信业务的重要组成部分，其具有较高的经济价值。在5G业务占比中，室分业务占比可达80%以上。目前，5G通信设备造价较高，在各运营商独立建设的情况下，其存在重复性建设、资金投入大等难题。多家通信设备共存的现状为后期的室内通信业务的统一管理设置了诸多障碍。为此，在5G技术发展的背景下，5G室分业务采用共享技术实现5G通信网络的共建、共享、共赢。此举不仅可有效降低通信网络的建设成本而且可实现5G通信网络的管理效率的有效提升。

关键词：5G通信；室分网络；统一管理；共享

中图分类号：TN914  文献标志码：A

0  引言

毫米波通常是指频率为GHz级别的电磁波［1］。由于毫米波的穿透能力十分有限，从室外搭设基站向室内进行穿透辐射的技术路线显然是行不通的。为此，设计人员在进行通信设计时，需要添加室分系统将室外的通信信号引入室内。根据权威数据预测，室分业务在4G时代的业务量占比为70%。随着4K高清、远程医疗等业务为代表的新技术的应用，5G室分业务量占比可达80%以上。5G室分业务的建设需要投入大量的相关设备，其投资规模较为庞大。由于通信技术的快速迭代，在6G通信的概念已提出的今天，各通信运营商的投资获益周期缩短，其存在着较大的5G网络建设资金压力。为了解决以上问题，本文将共享理念引入5G室分网络的建设中，其不仅可有效降低各通信运营商的建设成本，而且也可为后续通信技术革新的网络建设提供有益参考。

1  5G室分网络的建设现状

室分网络的建设在2G～4G时代主要由各大通信运营商进行单独建设。目前，在5G室分网络基站建设中，由于用户存在大量的需求，5G的市场前景被业内人士广泛认可。由于投入成本较高的原因，5G建设的深入推广受到了较大影响。经过相关数据测算，5G室分网络前期投资规模大约在7 000～10 000亿。加之中后期的建设与运维等，其费用将更加高昂。

此外，现有室分业务的组网仍然是面向各运营商已有通信网络。现有通信技术无法达到5G要求的3.5 GHz及以上的要求。2018年以后有些较新的基站能够达到2.6 GHz的要求，其存在升级的可行性。但是，在原有基站基础上进行改造，基站的改造成本同样较高。此外，由于城市土地资源的稀缺性，基站的建设规模不能一直被放大。三套5G室分系统独立添加的模式已经没有足够的发展空间。面对5G室分网络的建设，建设模式的创新势在必行。

2  5G室分共享网络的构建思路

5G室分网络主要包括无源室分系统、有源微站两种通信网络形式［2］。无源室分系统主要面向一般应用场景，例如：人口密度低、低容量、广覆盖的区域，包括居民区、中小型建筑区等。无源室分系统建设成本造价较低，易于维护。无源室分共享网络的建设核心思路为通过一种中间转换装置POI，实现多种通信信号的聚合以及输出，包括NR、GSM、LTE、CDMA等。有源微站主要应用于人员密集的大型办公场所区域，其可定制化满足多种业务需求。在有源微站的网络架构中，RRU为射频拉远单元，BBU为基带处理单元。RRU与BBU之间的连接可通过光纤进行连接。有源微站的通信组网十分灵活。一个BBU基带处理单元可以与多个RRU射频拉远单元进行连接。

3  5G室分共享网络的POI共享技术

目前，针对室分共享网络，设计人员应用最广泛的是针对无源室分网络的POI技术。POI为多系统接入平台Point of Interface的简称。以无源室分系统为例，无源室分系统的POI组成架构包括异频合路器与电桥两大部分。异频合路器的作用为可通过谐振腔选频方式对多路信号进行合成。其优点是插损小，带外抑制度高。带外抑制指标是合路器较重要的指标之一，带外抑制不够，会造成GSM与CDMA之間的相互干扰。异频信号经过异频合路器处理后转变为同频信号。同频信号通过电桥将基站同频输入信号进行合路。电桥的使用也同时保证了所有输入信号实现等幅两路输出。表1涵盖了目前主流使用的通信信源及其频段。

表1列出了当前主流通信信号及其频段。当前的室分系统以2.1 GHz以下数量最多。基于此，本研究可将POI分为普通型和末级合路型两种。普通型POI适用于通信要求不高的室分网络以及新建的室分网络。普通型POI可有效满足用户中、低频段频谱使用要求。存量且有5G改造需求的室分网络可加装末级合路型POI，实现2.6&3.5 G的信号接入。此举可快速实现5G设备在已有基站的加装。

针对隧道、地下等环境的室分网络的搭建时，设计人员通常选用漏缆的形式进行隧道内通信信号的覆盖。在同一传播介质中，不同频率的通信信号对应波长不同。频率越高，波长越短，覆盖距离越短。表2为低频信号与高频信号的一种对比。

如表2所示，笔者选取电信、移动两家企业的通信信源信息进行对比分析。经过数据分析可知，低频信源的覆盖距离可达到高频信源的1.8倍及以上。低频信源的覆盖能力较强，低频信源主要集中于800MHz以下，满足基本的通信需求。为了减少对低频谱资源的占用问题，设计人员为解决以上问题，引入一种新型POI技术实现低频信号的中继，即透传型POI技术。

在隧道内，设计人员在进行POI低频信号的部署时，通常采用普通POI+透传POI综合布局的技术实现隧道内高低频通信信号的分布［3］。透传型POI的工作原理如图1所示。

如图1所示，透传型的POI的ANT1与上级POI的ANT1口相连。透传POI的低频合路器可实现ANT2口与下级POI ANT1口连接，进而实现低频信号在隧道内的“延伸”。高频信号由于频谱资源充裕则可在透传型POI进行信号注入。在进行整个隧道的信号覆盖时，设计人员可根据用户使用需求进行定制化开发。在隧道内，其不同信号覆盖如图2所示。经过实际测试，其低频信号发射装置数量有效减小。在节省低频资源的情况下，低频信号的覆盖范围与强度没有受到影响。此种覆盖方式下，设计方经过粗略估算，其低频设备的使用数量将下降40%以上。“普通POI+透传POI”的模式可以有效降低通信器材的总体成本。由于现场简化了施工，其施工周期也会进行相应缩短。

4  結语

5G技术为我国的社会发展注入了新的活力。但是，5G建设由于较高的建设成本与重复建设的问题阻碍了5G技术的深入推广。因此，本文将“共享”理念引入5G室分网络建设。笔者首先针对5G室分网络的建设现状进行阐述分析，提出共享的必要性并对共享关键技术——POI技术进行深入分析，并针对不同的应用场景进行模型搭建，为5G室分共享网络的建设提供参考。

参考文献

［1］杨孙昆.5G系统中毫米波通信性能的分析与研究［D］.北京：北京邮电大学，2021.

［2］孙胜齐.5G网络室分建设思路［J］.电子技术与软件工程，2018（19）：21.

［3］胡梢华.基于透传型POI的地铁通信网络多系统协同覆盖探讨［J］.通讯世界，2017（11）：66-67.

（编辑  王永超）

Research on the construction of shared room network based on 5G

Gou  Zengjie

（China Tower Co.， Ltd.， Jinzhong Branch， Jinzhong 030600， China）

Abstract：  As an important component of communication services， room separation services have high economic value. In the proportion of 5G business， the proportion of branch business can reach over 80%. At present， the cost of 5G communication equipment is relatively high. With independent construction by various operators， it faces challenges such as repetitive construction and large capital investment. The coexistence of multiple communication devices has created many obstacles for the unified pipeline of indoor communication services in the later stage. Therefore， in the context of the development of 5G technology， 5G room division business adopts sharing technology to achieve the co construction， sharing， and win-win of 5G communication networks. This not only effectively reduces the construction cost of communication networks， but also improves the management efficiency of 5G communication networks.

Key words： 5G communication; division network; unified management; sharing