5G室内覆盖的挑战和探索

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每一代移动通信技术都有其独特之处。例如，在室内网络覆盖方面，4g和5g有很大的区别。在4g时代，室内网络覆盖的实现主要依靠室外站和在现有无源房间引入4g射频源来快速完成基本覆盖。在4g网络的长期发展中，为了实现良好的室内覆盖，一方面运营商引入可控数字房间以满足品牌区域的体验和容量需求；另一方面，随着4g网络(volte和移动支付等)业务粘性的增加。)，运营商重新培育3g低频带，实现普遍的室内深度覆盖，并逐步引入集成式小基站和微功率中继器，作为点状盲补偿和快速响应用户投诉的有效手段。

在5g时代，一方面，5g网络的主频段已经上升到中间频段(如3.5千兆赫)；另一方面，中国需要尽快实现5g的商业化。在这种情况下，4g时代的发展经验不再完全适用于现在。

从5g的技术特点来看，以中国电信3.5ghz频段为例，存在两个缺点:一是室外站覆盖室的综合(传播)损耗比4g的1.8ghz高14db左右，上行覆盖呈现明显的缺点；其次，现有的室内无源分配系统不能有效支持3.5ghz频段，也不能直接引入3.5ghz射频源快速有效地实现深度覆盖。

从产业发展角度来看，5g产业处于发展初期，室内覆盖主要基于主要设备制造商的高标准数字房间产品，手段单一。运营商需要根据业务需求不断探索新的低成本覆盖方案，积极发展和成熟多元化的5g室内覆盖方案产业。

结合5g业务需求，因地制宜，统筹5g室内覆盖

对于5g行业的应用，业务需求可以明确定义，合作有明确的回报，因此可以根据需要定制室内5g网络方案。根据公众用户的业务需求，对部分大城市4g室内站的自忙时间指标进行统计分析，发现主要有两个特点:一是不平衡，少数室内小区吸收了大部分流量，大部分室内小区为覆盖小区，在线用户数量少，资源利用率低；第二，室内社区建得越多，室内社区在整个室内外社区中所占的比例就越高，这种不平衡就越明显。如果5g网络的覆盖范围与4g相同，运营商将需要建设更多的5g室内小区，以覆盖需求为主要需求的室内小区比例将会更高，这也是5g低成本室内覆盖方案的主要应用场景。

综上所述，5g室内覆盖应与室外覆盖统筹规划，兼顾用户体验、容量需求、建设运营成本和项目实施难度，因地制宜选择方案，满足5g室内服务的发展需求。

室外站可实现部分5g室内浅覆盖

在5g网络的部署中，仍应充分发挥室外站的能力，实现部分建筑物的5g室内浅覆盖。例如，3.5ghz宏站(主要是massviemimo站)可以实现覆盖区域内距离基站约100米的中小型建筑的室外覆盖和室内浅覆盖。链路预算显示，考虑到25db的穿透损耗，3.5ghz宏站理论上具有覆盖室内的基本能力，而对于距离基站100米以内的建筑物，室外的覆盖能力为3兆位/秒。在实际组网中，尽量保证目标建筑物的所有楼层都位于ssb和业务信道的主瓣包络范围内，这可以结合站高、倾角、服务小区与建筑物的具体距离、建筑物的楼层高度以及ssb和宏站业务信道的主瓣包络范围来计算。如有必要，调整倾角并修改ssb波束配置以优化垂直覆盖。典型的64t64r宏站的垂直主瓣包络约为25°。当典型距离为100米时，64t64r宏站理论可以垂直覆盖约45米的建筑高度。后续运营商应大力推进4g频段的再培育，将载波聚合与超上行结合起来，实现中频与低频、多频的协同组网，弥补上行短板，将覆盖容量翻一番。

室外宏站无法覆盖且难以部署房间子系统的建筑，如高层住宅建筑，可参照4g模式通过室外滴灌(rru+光纤中继器+天线分配)覆盖在室内。不适合室外站室内覆盖的场景应与品牌、容量和覆盖场景区分开来，并采用不同的5g室内深度覆盖方案。

品牌和容量区域，首选是数字室内分布

品牌的室内环境广阔，一般是高容量区域，如交通枢纽(机场、大型车站)和拥挤的商场等。建议采用高标准的5g数字室内分布系统，该系统可管理和控制，可提供高峰体验(1gbit以上)并不断扩展容量。同时，开放环境有利于单个prru覆盖更大的区域，获得更好的经济性，高标准数字机房可以通过小区划分灵活扩展(减少每个小区的射频单元数量)。在网络建设初期，在满足容量和上行噪声本底要求的情况下，尽可能多的pru可以合并到一个小区，同一本底应尽可能设置多个小区。当必须设置多个小区时，切换位置应尽可能选择在流量较小的区域。

其他基于容量的区域，如校园学生宿舍，有许多房间分区和较大的渗透损失，导致单个prru的覆盖面积小，单位面积成本高。建议引入5g数字室内分布系统，同时通过将多个远程无源天线与一个prru连接来扩大单个prru的覆盖范围，以降低数字房间单位面积的综合建设成本。

低成本解决方案可以在低容量需求的情况下实施

一般覆盖区域容量需求较低，如一般办公楼和酒店。建议采用低成本解决方案，如5grru+无源分配系统或低标准数字机房子系统，并在不同场景下实施。

首先，有大量4g无源隔间的建筑，其中无源器件(合路器、功分器、耦合器和天线)一般不能有效支持3.5ghz频段，因此可以优先考虑三种方案。

方案一:工程上可更换无源器件的建筑物(如集中在弱电井内的功分器和耦合器以及容易打开的地板顶棚)可直接更换为支持3.5ghz的无源器件。

方案二，如果项目中无源器件更换困难(如室内楼层天花板高度封闭)，可采用低成本5g移频mimo系统。在弱电井rru的源侧增加一台移频近端机，将3.5ghzrrumimo的两路100mhz信号移频到无源系统支持的两个低频点，传输到无源分布式系统中的远端，远端天线由一台可监控的移频远端机代替。该方案不需要更换分布在楼层天花板的功分器，系统的整体性能相当于新建的双通道无源房间，实现了无源房间子系统的监控和管理。

方案三:在现有无源机房的基础上，引入支持2.1ghz频段的5grru源，共享中国电信和中国联通的2.1 GHz频段。这种方法更快更容易，但也有明显的缺点。目前，2.1ghz频段的可用带宽相对较小，难以满足5gembb高速体验的要求。此外，该频段还涉及到与现有lte和wcdma系统的共存，因此需要对现有网络进行调整，lte和nr共享频率，这需要逐步推广。

其次，创造一个新的场景。场景1:对于分区较多的房间，如分区较多的酒店或办公室，考虑到成本，建议新场景支持3.5ghz双通道或单通道无源房间子系统，下行峰值速率分别高于600兆位/秒和300兆位/秒。据估计，双通道无源房间子系统的成本明显低于高标准数字室内分布系统+远程无源天线方案。被动式房间子系统的缺点是难以有效监控、管理和维护。场景二，对于相对开放的房间，如超市和分区较少的办公楼，建议采用产业链较宽的低标准数字房间子系统(具有bbu支持的小区较少、单个小区支持的用户较少、prru通道较少等特点)。)。与高标准房间子系统相比，成本有望大幅降低。

中国电信率先推进无线网络开放，重点开放无线网络架构接口，降低数字机房子系统研发门槛，引进更多设备厂商。中国电信推动完成了基于option8前向接口的多项组合对接测试，同时也在组织和推动业内各方对低标准数字室内分布系统的研发。据估计，相关产品将在2020年具备商业生产能力。

随着未来5g业务粘性的增加，室内小规模盲点补充场景可以灵活部署5g集成毫瓦小型基站和小型数字直放站设备，快速解决投诉。目前，中国电信也在进行研发，预计相关设备将于2021年正式商业化。

还应注意降低运营成本

除了建设成本，如何降低运营成本也需要关注。与无源舱相比，数字舱消耗的能量更多，单个prru头端的能量效率仅为2% ~ 3%。在5g时代，数字房间的部署将会增加，运营成本将会大幅增加。绿色节能对于低成本运营非常重要。一方面，行业需要共同推动设备集成和设备技术水平的提高，直接降低设备能耗；另一方面，运营商还需要建立包括客户价值、用户容量、业务负荷等维度的综合能效评价体系，大力推进数字机房子系统节能功能的实施，如基于4g/5g协作的5gprru深度睡眠机制，在典型场景(如商场、办公楼)中可以取得明显的节能效果。