針對低小場景的5G網絡微分布覆蓋解決方案

摘要：文章主要以5G網絡微分布系統為研究對象，通過與傳統建設方案的對比分析，以及系統開通后的性能測試，驗證5G微分布系統應用在低小場景下的經濟性和實用性。

關鍵詞：室內覆蓋；差異化建設；低成本；5G微分布系統

5G Microdistribution Coverage Solution for Low Small Scenarios

XIAO Xiao， WANG Qiang

（Wuhan Hongxin Technology Service Co.， Ltd.， Wuhan 430205， China）

Abstract： This article mainly focuses on the 5G micro distribution system as the research object. Through comparative analysis with traditional construction schemes and performance testing after the system is opened， the economy and practicality of the 5G micro distribution system application in low and small scenarios are verified.

Key words： indoor coverage; differentiated construction; low cost; 5G microdistribution system

伴隨著5G網絡規模化部署以及終端用戶的不斷普及，特別是5G技術垂直應用的快速增長，室內已成為5G網絡的主要應用場景。同時，5G技術室內應用更加多樣化，對網絡帶寬、時延等方面的要求也更高。因此，完善的5G網絡室內覆蓋對未來5G網絡發展至關重要[1]。

1" "5G網絡室內覆蓋的差異化建設模式

單一的室內覆蓋解決方案無法適用于所有環境，需要以多樣化方案應對差異化需求，多種解決方案并存[2]。

對于交通樞紐、城市軌道交通、商業中心、高檔寫字樓、酒店、高校以及大型醫院等高流量、高價值場景，運營商一般以保障網絡質量和用戶感知為重點，利用全數字光纖分布式微站，通過4T4R多通道傳輸能力，提供高容量熱點覆蓋。對于普通商業建筑和社會活動場景，一般采用傳統雙路DAS的建設方案，兼顧覆蓋和容量需求，為用戶提供良好的性能體驗[3]。

而對于小微型商業、電梯、地下停車場等低業務量、小規模場景，同樣存在迫切的覆蓋需求。

（1）中小型商業及娛樂場所，易出現弱覆蓋，是投訴高發區。由于5G頻率較高，繞射能力弱，使得陰影區、室內覆蓋能力下降，未做室分或簡單依托室外搭室內覆蓋方式，易產生弱覆蓋和覆蓋盲區，造成大量中小面積商業場景縱深弱覆蓋，用戶投訴率高。

（2）電梯和地下停車場等特殊場景，由于結構和建筑密閉特性，未單獨做室分的都是覆蓋盲區，無法承載用戶語音，存在掉話問題，嚴重影響用戶體驗。

然而，由于此類低小場景容量需求小、投資回報率低，采用傳統的建設方案無疑會帶來巨大資源浪費。如何在低小場景快速高效地實現5G網絡覆蓋，有效降低運營商建設成本，是當前急需解決的問題[4]。

2" "5G網絡微分布系統覆蓋解決方案

2.1 5G網絡微分布系統介紹

5G網絡微分布系統是一種小型化、低功率分布式系統，該系統主要用于室外宏蜂窩基站因為高頻信號穿透力差或傳輸路由無法達到5G網絡或4G網絡覆蓋的盲區、弱區，如中小型商業及娛樂場所、電梯和地下停車場等低密度人群分布的室內場景，從而提升FDD-LTE、NR等無線通信信號的深度覆蓋能力，釋放存量5G宏基站容量資源，快速、低成本地提升5G網絡覆蓋深度、廣度。

5G網絡微分布系統具有建設成本低、場景適應性強、部署周期短、可管可控、維護方便等優勢，能有效解決傳統室分方案5G網絡改造建設成本高、物業阻力大、難以落地實施等困難，可在低小場景快速高效地實現4G/5G網絡覆蓋。

2.2 5G網絡微分布系統方案原理

2.2.1 系統主要應用場景

（1）普通型。普通型采用獨立主機，輸入接口一般通過接收天線接收室外基站無線信號；主機內置發射天線，可直接安裝于目標區域提供無線信號覆蓋，也可以在輸出接口連接室分天線對信號進行覆蓋，用于快速解決小規模場景的封閉盲區或弱覆蓋區域的信號覆蓋問題。發射端口支持單、雙通道。

（2）電梯型。電梯型采用主控單元和轎廂單元兩級架構。主控單元一般安裝于電梯機房，輸入接口可以通過接收天線接收室外基站無線信號，也可以通過饋線直接耦合基站的射頻信號；輸出接口通過定向天線覆蓋電梯井道，為轎廂單元提供施主信號。

轎廂單元一般安裝在電梯轎廂頂部，通過轎廂接收天線接收主控單元提供的施主信號，再通過轎廂覆蓋天線完成電梯轎廂內的無線信號覆蓋。轎廂單元發射端口支持單、雙通道。

（3）微分布型。它由接入單元（AU，Access Unit）、集中管理單元（EU，Extended Unit）和遠端單元（RU，Remote Unit）三部分組成。

接入單元（AU）通過饋線直接耦合基站的射頻信號，也可以通過接收天線獲取室外基站無線信號，信號數字化處理后通過光纖傳輸至集中管理單元（EU）。

集中管理單元（EU）完成CPRI數據的分發及匯聚、采樣率轉換、AD/DA接口轉換，以便與RF子系統對接，通過5DFB線纜將射頻信號傳輸至各個覆蓋單元（RU），同時對RU遠程直流供電。

遠端單元（RU）完成射頻信號分合路、放大和覆蓋。用于快速提供低業務量的封閉盲區或弱覆蓋區域，針對電梯、地下場景（如地下車庫、地下商鋪、庫房、電表房等場景）等類似場景的系統級解決方案。

2.2.2 系統功能特點

（1）兼容同一運營商的4G/5G網絡同時接入。5G網絡微分布系統兼容同一運營商的FDD-LTE/TDD-NR系統同時接入，包含中國移動LTE1.8/NR2.6；中國電信/聯通LTE1.8/NR3.5等頻段。

（2）支持直接耦合和無線耦合兩種信源接入方式。當采用無線耦合方式接入時，普通型主機、電梯型主控單元、微分布型接入單元（AU）可根據工程現場安裝環境靈活選擇安裝位置，并要求施主基站的無線射頻接入功率如下：NR輸入約為-64～-56 dBm，系統下行輸出功率約為16～24 dBm；LTE輸入約為-67～

-59 dBm，系統下行輸出功率約為13～21 dBm。

當采用直接耦合方式接入時，接入單元一般放置于信源RRU附近，通過耦合器和射頻電纜將信號引入，要求射頻接入功率為：NR輸入約為-23～-15 dBm，這樣下行輸出功率約為16～24 dBm；LTE輸入約為-26～-18 dBm，這樣下行輸出功率約為13～21 dBm。

（3）具有精準的功率控制和自適應調節功能。

①精準功率控制功能：采用微功率精確覆蓋和遠程功率調節，減少重疊面積和鄰近干擾。

②增益自適應功能：根據信源基站的接入信號場強自動設置系統的上行和下行的增益，自動聯動調節，使設備在最佳狀態下工作。

③自激自動檢測和消除功能：具備模擬自激消除功能，可以有效地消除自身和外界的干擾。自適應干擾消除采用模擬補償技術，以避免網絡對底噪聲的影響，確保基站不受干擾。

（4）具有可視化監控功能。利用OMT操作維護軟件實現對設備參數進行設置和監控，可以通過本地或遠程兩種聯機方式建立設備與計算機的聯系：本地聯機是指本地計算機通過以太網口用網線或者USB串口線直接連到設備以太網口或USB口；無線遠程聯機是指設備內置無線MODEM通過SMS或數據包與OMT進行遠程通信。

微分布式型設備集中于接入單元（AU）進行監控，監控系統可自動識別拓撲結構，每個遠端單元可單獨查詢、配置。通過OMT操作維護軟件可完成以下功能：①設備工作參數的設置和調整；②設備內部工作狀態的檢測；③設備輸入場強和輸出功率的檢測；④設備監控系統參數的設置和調試。

（5）具有強大的組網能力。微分布系統每個集中管理單元（EU）可支持兩級級聯，單臺集中管理單元（EU）可接四路遠端單元（RU），每個遠端單元（RU）最多可進行四級級聯。一套系統的最大組網能力可以達到32臺遠端單元。

如圖1所示，集中管理單元（EU）和遠端單元（RU）之間采用5DFB饋線傳輸射頻信號，并通過5DFB饋線實現集中管理單元（EU）對遠端單元（RU）的遠程-48 V供電。

（6）成本低、部署快、便于維護。相對于分布式皮站和傳統雙路DAS兩種主流的5G網絡室分建設方案，5G網絡微分布系統具有投資性價比高、施工部署快、維護難度小等優勢，如表1所示。

3" "5G網絡微分布系統的實施案例

3.1 室分站點概況

某新建商住兩用建筑地下車庫面積約為15 000平方米，由于未做室內覆蓋，90%以上區域屬于信號盲區，無法提供最基本的移動通信業務。另外，開發商擬劃出一片區域作為新能源汽車的公共充電車位，需要無線網絡支撐智慧充電的增值業務。因此，需要新建一套室內覆蓋系統以解決該地下車庫的移動通信網絡覆蓋，接入中國電信的LTE1.8 GHz和NR3.5 GHz頻段。

3.2 室分建設方案對比分析

（1）傳統雙路DAS采用雙極化天線覆蓋，天線口功率為15～20 dBm，天線點位間距為30米，預計需要24副天線；預估每平米造價為3.18元。

（2）分布式皮站采用pRRU覆蓋，設備發射功率約為23 dBm，設備點位間距為35米，預計需要14臺pRRU；預估每平米造價為4.32元。

（3）微分布系統采用RU覆蓋，RU發射功率微為24 dBm，設備點位間距為40米，預計需要12臺pRRU。預估每平米造價為2.27元。

根據對比分析可知，采用微分布系統建設方案整體造價最低，約為分布式皮站建設方案的52%，傳統雙路DAS方案的71%。

3.3 系統開通后覆蓋效果測試

采用5G微分布建設方案，系統開通后對地下車庫進行了覆蓋測試，測試數據如表2所示。

測試結果顯示：NR3.5 GHz平均RSRP為-79.39 dBm，平均SINR為27.7 dB，平均下行速率為470.51 Mbps，平均上行速率為223.85 Mbps，整體覆蓋率為100.00%，覆蓋指標良好，達到電信MIMO雙流的驗收要求[5]。

無線覆蓋率：SS-RSRP≥-110 dBm，SS-SINR≥3dB樣點占比≥95%；單用戶下行平均速率≥

225 Mbps，峰值速率≥400 Mbps；單用戶上行平均速率≥180 Mbps。

4" "結束語

5G網絡微分布系統是一種高性價比的5G網絡室內覆蓋解決方案，具有建設成本低、場景適應性強、部署周期短、可管可控、維護方便等優勢，能有效解決傳統室分方案5G網絡改造建設成本高、物業阻力大、難以落地實施等問題，助力運營商在低流量、小規模場景快速高效地實現5G網絡覆蓋。

參考文獻

[1] 張建科，陳蔚藍，鄭余周.5G移動通信室內覆蓋解決方案研究[J]．中國新通信，2020，22（5）：17-18.

[2] 張秦，黃冠英，許建新，等．5G室內覆蓋差異化部署策略研究[J]．長江信息通信，2021，34（12）：166-169.

[3] 王雄．典型場景5G室分覆蓋方案探討[J]．通信與信息技術，2022（4）：74-77.

[4] 張欣旺，周嬌，王大鵬，等．5G室內多場景目標網覆蓋方案[J]．移動通信，2019，43（8）：62-67.

[5] 李軍．5G室內覆蓋移頻MIMO方案測試分析[J]．通信世界，2022（19）：37-39.

作者簡介：肖" 瀟（1982-），男，漢族，湖北松滋人，中級工程師，本科，研究方向為無線通信技術。

王" 強（1981-），男，漢族，湖北武漢人，中級工程師，本科，研究方向為無線通信技術。