無源室分在5G時代的部署模式探討

周玥丹

（中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

2G、3G以及4G網絡是面向公眾用戶的。略有規模的樓宇都部署了室內分布系統，以實現全覆蓋，使得用戶體驗在室內外保持一致。這對語音業務來說是必要的，但對數據業務可用“有線寬帶+WiFi”替代。因此，大部分4G室分系統只是覆蓋型站點，具有容量優勢的有源室分并沒有太高的性價比，主力仍是無源室分。隨著5G網絡的商用，網絡進入大規模建設階段，室外站可與4G站點共址快速部署，室分系統也愈發復雜。

1 室內覆蓋方式

在2G、3G以及4G網絡部署中，室外覆蓋室內是最傳統的覆蓋方式，具體包括室外站兼顧室內和室外專用站覆蓋室內兩種。但是，室外站信號難以實現對大型樓宇和多隔斷型樓宇的深度覆蓋，因此需要部署室內分布系統以滿足室內用戶接入需求。

5G使用頻段普遍高于4G，一堵墻的穿透損耗增大6～8 dB[1]。雖然使用大規模天線（Massive MIMO）的増益比傳統雙極化天線多4～6 dB，可在一定程度上彌補穿透損耗方面的差距，但5G室外站覆蓋室內的效果總體低于4G，僅能實現架構簡單樓宇的室內淺層覆蓋。因此，對5G網絡來說，部署室分系統更有必要。

當前，室分系統主要分為5G無源室分、5G有源室分以及衍生出的5G無源室分+有源室分共3種，各自的特點如表1所示。

2 5G室內解決方案

2.1 業務需求多樣化

4G網絡業務相對單一，主要面向公眾用戶，且室內有可替代產品，導致室內信源利用率不高。5G時代，一方面公眾業務向縱深發展，另一方面To B行業應用業務百花齊放，室內移動業務需求必然有所上升。當前，越來越多的業務發生在室內，預計未來90%以上流量發生在室內。室內對容量的要求遠高于以往，容量型室分的比例將有所提升。

表1 3種室分系統對比

2.2 解決方案多元化

隨著5G網絡的規模部署，室內覆蓋的重要性逐步凸顯。業務種類多樣，可較清晰地定義和預測行業應用業務的流量需求，并按需定制室內覆蓋方案。各場景特點及適用解決方案如表2所示。

表2 各場景特點及適用解決方案

To C中品牌宣傳場景適合部署5G有源室分，覆蓋需求場景適合部署無源室分，其他類型場景適合采用無源疊加有源的混合室分系統[2]。實際上，隨著無線網絡的更新換代，室分系統最快捷和最節省的升級方法是基于現網分布系統合路新一代信源。從表2可以看出，無源室分不僅適用于覆蓋需求場景，在其他場景中也可以快速實現5G覆蓋，為5G網絡打好基礎。

3 無源室分實施方案

5G無源室分單路方案造價低其施工簡易。采用3.5G RRU信源（時隙配比7:3）單載波，下載峰值速率能達到250 Mb/s左右，可滿足一般數據業務需求。在現網存量樓宇中，要快速且低成本部署5G網絡，實現5G從無到有的跨越，同時需優先改造存量4G無源室分合路5G信源。在具體實施過程中，可通過共建合路、錯層MIMO以及移頻MIMO等多種手段，進一步提高設備的使用效率和用戶接入感知。

3.1 共建合路

對于共建雙方現網共存無源室分的樓宇，若雙方均為單路室分且天線間距、天線輸出口功率以及信源功率裕量等條件可行時，可利舊雙方單路室分實現雙路室分，在幾乎不新增成本的情況下將用戶體驗速率提升近一倍。4G雙方單路系統和5G形成雙路系統分別如圖1和圖2所示。

該方案中合路器最關鍵，通常采用鄰頻合路器進行多系統合路（插損約為1 dB）。若一方4G頻段的NR頻段出現重疊，則需要采用“電橋+鄰頻合路器”進行合路或研發新型鄰頻合路器。

3.2 錯層MIMO

圖1 4G雙方單路系統

5G無源室分新建雙路系統可實現雙通道速率，下行峰值速率可提升至單路的1.8倍左右，但施工難度和造價提高了近一倍。5G無源室分錯層覆蓋方案是在無源室分單路方案基礎上進行優化，將主干調整為交錯連接的雙主干，平層部分仍為單路。近點區域下行峰值速率可提升至單路的1.8倍左右，遠點區域可提升1.5倍左右，全樓天饋造價較單路方案造價的提升幅度≤3%。

采用2T2R的RRU，利用錯層組網可以實現Rank2效果；采用4T4R或8T8R的RRU，可實現Rank2或Rank3效果。Rank2的組網示意和Rank3的組網示意分別如圖3和圖4所示。

3.3 移頻MIMO

圖4 Rank3組網示意圖

5G移頻MIMO室分系統也是基于無源室分系統進行改造。系統由移頻管理單元（近端機）、移頻覆蓋單元（遠端機）以及遠端供電單元3部分組成。

近端機將5G RRU信號下變頻為800～2 700 MHz的頻段信號，與2G、3G以及4G射頻信號進行合路輸出至無源室內分布系統，然后通過遠端機接收無源室分系統內變頻信號，經過濾波、放大以及上變頻后恢復至5G信號。5G信號直接與2G、3G以及4G信號同時輸出，達到利用原有室分天饋系統在單根饋線上實現5G信號覆蓋的目的[3]。移頻MIMO的系統如圖5所示。

圖5 移頻MIMO系統示意圖

由于需要使用4G存量分布系統傳輸移頻后的中頻信號，因此在移頻MIMO改造前需要評估4G存量室分質量及覆蓋率。老舊和天線未進入房間的4G室分，預計會影響移頻MIMO的5G覆蓋效果及感知。移頻MIMO改造方案的實施難點在于平層吊頂、橋架內布放48 V電源線以及制作電源線接頭。從后期運維考慮，電源線存在運行老化隱患，建議在實際工程中采用4 mm2的電源線。另外，信源設備功率不宜過高。

4 結 論

5G網絡的室分建設比4G時代更重要也更復雜，采用單一的手段很難獲得好的效果，需要從頻段選擇、改造方式以及差異化覆蓋等多維度切入，才能達到降本增效的目標。無源室分作為從2G網絡延續下來的傳統建設方式，仍然是一筆寶貴的資源。充分利用存量的無源分布系統，通過共建合路、錯層MIMO以及移頻MIMO等多種手段，可使其在5G建設大潮中繼續發光發熱。