5G 室分發(fā)展趨勢(shì)及方案設(shè)計(jì)

朱元德

（北京中網(wǎng)華通設(shè)計(jì)咨詢有限公司，北京 100000）

1 概 述

1.1 研究課題的背景

5G是面對(duì)社會(huì)需求而出現(xiàn)的新的移動(dòng)通信方面的系統(tǒng)。根據(jù)它的發(fā)展規(guī)律，5G將具備高效頻譜利用率和能效，比4G的傳輸速率、資源高一個(gè)層次。5G通信技術(shù)的覆蓋性和迅速性經(jīng)過不斷改進(jìn)獲得了顯著提高，方便了用戶的使用，保證了用戶信息的安全，提高了系統(tǒng)整體的安全性。5G移動(dòng)通信系統(tǒng)將緊密結(jié)合其他無(wú)線通信技術(shù)，構(gòu)成新一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，在一定程度上滿足了近10年移動(dòng)流量幾乎增加1000倍的需求，5G的應(yīng)用也將得到進(jìn)一步擴(kuò)展。未來(lái)的5G移動(dòng)通信系統(tǒng)還要有足夠的靈活性，具備網(wǎng)絡(luò)方面的自感知、自調(diào)整等能力，以便將來(lái)更好地應(yīng)對(duì)信息社會(huì)的快速變化。

1.2 研究課題成果

本文主要對(duì)5G室內(nèi)覆蓋進(jìn)行分析和研究，對(duì)5G室內(nèi)覆蓋的發(fā)展現(xiàn)狀有一個(gè)明確認(rèn)識(shí)。通過對(duì)5G室內(nèi)覆蓋的現(xiàn)狀研究和總結(jié)，對(duì)5G室內(nèi)覆蓋的發(fā)展前景進(jìn)行規(guī)劃，改變傳統(tǒng)的室分問題，更好地適應(yīng)信息化社會(huì)對(duì)5G室內(nèi)覆蓋的應(yīng)用。

2 行業(yè)現(xiàn)狀

2.1 5G室分分類

5G室分可以劃分為5G數(shù)字化室分、5G多頻一體化小基站與傳統(tǒng)覆蓋方案。

2.2 不同類型室分方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

5G室內(nèi)覆蓋對(duì)于通信技術(shù)的發(fā)展具有十分重要的影響，同時(shí)促使5G通信技術(shù)不斷創(chuàng)新與轉(zhuǎn)變[1]。與室外網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案相比，室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋相對(duì)較難，花費(fèi)的時(shí)間與資金也較多。傳統(tǒng)的覆蓋方案已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的要求。因此，5G室分通信技術(shù)的發(fā)展將室內(nèi)室外的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了整體網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。但是，在實(shí)際使用過程中，5G室分覆蓋方案的實(shí)現(xiàn)還不夠完善，許多建筑材料對(duì)5G室分覆蓋具有很強(qiáng)的阻隔能力，使得5G室分方案在實(shí)際運(yùn)用中還存在一定的難度。

目前，在5G時(shí)代來(lái)臨前，現(xiàn)有的傳統(tǒng)DAS根本無(wú)法滿足3.5 GHz高頻、xTxR MIMO、室內(nèi)精準(zhǔn)定位、可視化運(yùn)維等功能，成為4G向5G演變的“攔路虎”。另外，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展出現(xiàn)了很多高樓大廈，對(duì)5G的發(fā)展帶來(lái)了嚴(yán)重影響。支持5G和LTE小型基站部署的益處在于，可在各種規(guī)模的建筑物中改善蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋，以及支持面向一系列終端和應(yīng)用的無(wú)線寬帶覆蓋。

2.3 室分發(fā)展趨勢(shì)

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，高清視頻、室內(nèi)定位和AR/VR等越來(lái)越多的移動(dòng)新業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出了大帶寬、高容量和低時(shí)延等剛性要求。這就要求室分系統(tǒng)應(yīng)該具有施工簡(jiǎn)單、協(xié)調(diào)容易、能平滑升級(jí)、運(yùn)維可視和網(wǎng)絡(luò)管理智能化等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)必然帶來(lái)5G室分逐步由傳統(tǒng)室分向數(shù)字化室分發(fā)展，技術(shù)也將由無(wú)源化向有源化過度發(fā)展。

3 5G室分產(chǎn)品

3.1 5G產(chǎn)品原理

波束成形技術(shù)在使用過程中只有多個(gè)指向不同的波束同時(shí)運(yùn)作，才能覆蓋所需要工作的小區(qū)。現(xiàn)在基站都使用8個(gè)不同指向的波束，用來(lái)完全覆蓋整個(gè)小區(qū)。同時(shí)，波束掃描對(duì)基站也具有十分重要的作用，基站根據(jù)波束發(fā)出的不同信號(hào)，依次進(jìn)行利用。用戶要根據(jù)波束的不同信號(hào)進(jìn)行有關(guān)信息的報(bào)告，基站對(duì)用戶的不同需求發(fā)射不同的信號(hào)，確保用戶對(duì)于5G通信技術(shù)能夠進(jìn)行最優(yōu)使用。所以，在5G通信中，不僅要考慮發(fā)射器發(fā)出的發(fā)射波束，還要兼顧接收器的接收波束。因此，在用戶接收波束中可以選擇接收最佳的指向波束，這就是一對(duì)最佳的發(fā)射-接收波束模式。

3.2 5G室分產(chǎn)品簡(jiǎn)介

可視化運(yùn)維正是以PicoRRU為代表的新型室分方案的優(yōu)勢(shì)所在。以新型數(shù)字化室分為例，該方案具有可視化運(yùn)維能力，支持小區(qū)分裂擴(kuò)容，支持4T4R和室內(nèi)定位能力。

4 5G室分的方案設(shè)計(jì)分析

4.1 5G室分方案設(shè)計(jì)定義

5G室分設(shè)計(jì)方案是指為了滿足室內(nèi)用戶對(duì)5G通信技術(shù)的發(fā)展需求，通過對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋情況、網(wǎng)絡(luò)速度以及質(zhì)量完善，不斷提升和革新5G通信技術(shù)，進(jìn)而制定和設(shè)計(jì)室分方案，即提出符合當(dāng)前5G通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案。

4.2 5G傳統(tǒng)室分設(shè)計(jì)覆蓋方案

采取將信號(hào)從高頻變頻到基帶信號(hào)，經(jīng)低成本網(wǎng)絡(luò)傳送后，再?gòu)幕鶐盘?hào)轉(zhuǎn)化到高頻信號(hào)的方式，以降低高頻信號(hào)對(duì)器件和線纜的要求[2]。與其他方案相比，該方案采用模擬信號(hào)，在時(shí)延和成本上優(yōu)勢(shì)更突出。最重要的是，方案不涉及協(xié)議問題，規(guī)避了很多問題，使用更靈活、方便。推出邊緣數(shù)據(jù)中心，以滿足運(yùn)營(yíng)商低時(shí)延、大帶寬的要求。邊緣數(shù)據(jù)中心采用全模塊化模式，對(duì)機(jī)房要求很低，施工難度實(shí)現(xiàn)了最小化[3]。此外，可以做到差異化服務(wù)，滿足運(yùn)營(yíng)商的個(gè)性化需求，有效降低運(yùn)營(yíng)成本。值得一提的是，目前12芯和24芯的MPO已經(jīng)推出，推出高密度網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜已實(shí)現(xiàn)96芯/U的能力；開發(fā)OM4和OM5的光纖，以應(yīng)對(duì)5G的長(zhǎng)距離傳輸。

4.3 5G基帶拉遠(yuǎn)室分設(shè)計(jì)方案

BBU+RRU又名叫“分布式基站引入”，是在傳統(tǒng)基站的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它的主要部分分為兩個(gè)單元：一是由基帶處理板組合構(gòu)成一個(gè)資源池的基帶單元作為近端機(jī)，可以供多個(gè)RRU共享；二是提供信號(hào)的射頻處理功能的遠(yuǎn)端射頻單元。BBU和RRU是分開獨(dú)立安裝的，它們之間通過光纖連接，接口是基于開放式標(biāo)準(zhǔn)的基帶射頻接口。

4.4 5G基帶拉遠(yuǎn)室分應(yīng)用場(chǎng)景

5G基帶拉遠(yuǎn)室分在施工與維護(hù)方面的便利性和美觀性優(yōu)勢(shì)明顯，適用于覆蓋和容量需求均較大的重要室內(nèi)大型場(chǎng)景，如大型場(chǎng)館、交通樞紐、大型寫字樓和商場(chǎng)等覆蓋面積巨大、單位面積業(yè)務(wù)密度大或潮汐效應(yīng)明顯的場(chǎng)景。在4G室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)的同時(shí)，可以兼顧2G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，同時(shí)遠(yuǎn)端射頻單位采用六類線連接，還可以為未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋做準(zhǔn)備。

5 結(jié) 論

5G做為一種新型的通信技術(shù)，能夠滿足人們對(duì)未來(lái)5G通信技術(shù)的要求。5G通信相對(duì)于傳統(tǒng)的通信技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，在頻譜利用率、傳輸速率等方面有較大提高，改變了傳統(tǒng)的通信頻率和傳輸速率較慢的現(xiàn)狀，完善了5G通信在系統(tǒng)安全、用戶體驗(yàn)等方面的不足，將5G室分的發(fā)展目標(biāo)實(shí)現(xiàn)得又快又好，促使5G通信技術(shù)更加智能化和便捷化。

綜上所述，通過對(duì)5G室分發(fā)展趨勢(shì)及方案設(shè)計(jì)的深入研究，移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展速度越來(lái)越快，對(duì)人們的生產(chǎn)和生活產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，也成為當(dāng)前通信技術(shù)發(fā)展的主流趨勢(shì)。但是，在實(shí)際運(yùn)用中，5G通信技術(shù)仍存在諸多問題。因此，為了促進(jìn)5G通信技術(shù)的發(fā)展，要不斷進(jìn)行創(chuàng)新研究，完善自身不足，促使通信技術(shù)得到良好的發(fā)展。