1 引言

隨著工信部2019年6月6日發(fā)布5G商用牌照，5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)再次加速，進(jìn)入到規(guī)模部署階段。5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)可以分為室外站和室內(nèi)分布系統(tǒng)兩部分，對(duì)電信和聯(lián)通而言，由于5G基站的頻率在3.4～3.6 GHz，要比現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)頻率高，導(dǎo)致其在建筑物穿透時(shí)損耗也比較大，通過(guò)室外照射覆蓋室內(nèi)會(huì)更加困難。在這種情況下，一些大型的樓宇建筑需要通過(guò)新建室內(nèi)分布系統(tǒng)的方式進(jìn)行覆蓋。

2 傳統(tǒng)DAS分布系統(tǒng)演進(jìn)存在的問(wèn)題

根據(jù)工信部對(duì)5G頻段的劃分：3.3～3.6 GHz和4.8～5 GHz頻段作為5G系統(tǒng)的工作頻段，其中3.3～3.4 GHz頻段原則上限室內(nèi)使用?，F(xiàn)有分布系統(tǒng)在向5G演進(jìn)時(shí)碰到以下問(wèn)題。

2.1 現(xiàn)有傳統(tǒng)DAS室內(nèi)分布系統(tǒng)不支持3.5 GHz頻段，難以利舊

在現(xiàn)有室內(nèi)分布系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行信源合路或新建的方式進(jìn)行可大大節(jié)省建設(shè)成本、加快建設(shè)進(jìn)度。但到了5G階段，這種建設(shè)方式難以為繼，主要原因包括以下三個(gè)方面：

（1）現(xiàn)網(wǎng)DAS室內(nèi)分布系統(tǒng)的器件及天線最高只支持到2.7 GHz頻段，不支持3.5 GHz頻段，器件改造難度非常大；

（2）現(xiàn)網(wǎng)DAS室內(nèi)分布系統(tǒng)的饋線雖然支持3.5 GHz頻段，但3.5 GHz頻段饋線損耗大，為實(shí)現(xiàn)與4G相當(dāng)?shù)母采w電平需要大幅提升信源功率；

（3）現(xiàn)網(wǎng)DAS室內(nèi)分布系統(tǒng)90%以上只支持單通道，不支持4T4R或以上的多通道。如果部署四通道，饋線和器件質(zhì)量、工藝質(zhì)量難以保證各鏈路性能的平衡。

2.2 5G穿透損耗更大，室外信號(hào)難以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)深度覆蓋

以4G通用的1.8 GHz頻段進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)鏈路預(yù)算，3.5 GHz頻段的綜合損耗比1.8 GHz高約14 dB，室外基站難以實(shí)現(xiàn)5G室內(nèi)深度覆蓋。

綜上所述，如新建5G多通道無(wú)源室分，將面臨饋線損耗大、建設(shè)成本高、施工難度大、器件不成熟、工藝質(zhì)量要求高等問(wèn)題，因此，5G室內(nèi)覆蓋將向有源化、數(shù)字化方向發(fā)展。

3 5G室分分布系統(tǒng)建設(shè)方案

針對(duì)上述室內(nèi)分布系統(tǒng)存在的問(wèn)題，在進(jìn)行5G室分建設(shè)時(shí)可以考慮以下建設(shè)方案：

3.1 新增5G有源室內(nèi)分布系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)高價(jià)值熱點(diǎn)區(qū)域的覆蓋

有源室分系統(tǒng)一般由基帶單元（BBU）、擴(kuò)展單元（HUB）和遠(yuǎn)端單元（pRRU）組成，基帶單元與擴(kuò)展單元通過(guò)光纖連接，擴(kuò)展單元與遠(yuǎn)端單元通過(guò)網(wǎng)線或光電復(fù)合纜連接。

有源室內(nèi)分布系統(tǒng)具有容量高、可擴(kuò)展性強(qiáng)、更容易施工等優(yōu)勢(shì)，但相對(duì)于傳統(tǒng)的DAS分布系統(tǒng)，其建設(shè)成本明顯增加。以4G為例，有源室分建設(shè)成本約為傳統(tǒng)無(wú)源室分成本的1.5～2倍，所以目前4G有源室分優(yōu)先部署于業(yè)務(wù)量需求高的重點(diǎn)樓宇，其它大部分室內(nèi)場(chǎng)景對(duì)容量需求不高，以滿足覆蓋為主，仍然依靠傳統(tǒng)DAS分布系統(tǒng)覆蓋。

5G與4G類似，同樣面臨建設(shè)成本高，能耗高的問(wèn)題，因此宜針對(duì)高價(jià)值熱點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行有源室分的建設(shè)。在進(jìn)行5G室分建設(shè)時(shí)，如建筑物已有4G有源室分系統(tǒng)，可考慮在原有室分系統(tǒng)上疊加5G有源室分系統(tǒng)或者將原有4G室分系統(tǒng)替換為4G/5G有源室分系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1 4G有源室分向5G演進(jìn)示意

3.2 重耕現(xiàn)有的2G/3G/4G頻段，利用低頻實(shí)現(xiàn)室內(nèi)5G信號(hào)覆蓋

采用這種方案的前提是要將2G/3G/4G用戶遷移到5G網(wǎng)絡(luò)，將現(xiàn)有低頻釋放出來(lái)才能進(jìn)行重耕。在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，用戶的遷移比例還比較低，頻率釋放緩慢，可操作性較差，建議在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中后期進(jìn)行低頻重耕。

在現(xiàn)網(wǎng)室內(nèi)分布系統(tǒng)中，傳統(tǒng)DAS系統(tǒng)的占比很高，約占60～80%左右。低頻重耕可以很好地解決現(xiàn)有傳統(tǒng)DAS系統(tǒng)不支持3.5 GHz頻段，5G信號(hào)無(wú)法合路到現(xiàn)有分布系統(tǒng)中的問(wèn)題。

在對(duì)室分進(jìn)行低頻重耕時(shí)，可同時(shí)考慮頻譜動(dòng)態(tài)共享技術(shù)，同時(shí)滿足4G和5G用戶的接入，如圖2所示。

在5G建網(wǎng)初期，當(dāng)5G用戶比較少的情況下，系統(tǒng)可以將頻譜多分配給4G用戶；當(dāng)5G用戶逐漸增加時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷情況對(duì)頻譜資源進(jìn)行調(diào)整，逐漸向5G用戶傾斜。

圖2 4G/5G動(dòng)態(tài)時(shí)隙分配示意

對(duì)重耕現(xiàn)有低頻網(wǎng)絡(luò)而言，如果帶寬有限，如只有10～20 M帶寬，則重耕后的上下行速率將會(huì)受帶寬的影響較大，用戶體驗(yàn)和4G相當(dāng)或略高，無(wú)法體現(xiàn)出5G的高速率優(yōu)勢(shì)。

3.3 采用“有源室分+無(wú)源天線”的方式降低建設(shè)成本，對(duì)中低容量場(chǎng)景進(jìn)行覆蓋

在不能進(jìn)行低頻重耕的情況下，在中低容量場(chǎng)景下可采用“有源室分+無(wú)源天線”的方案，通過(guò)在有源設(shè)備上外接無(wú)源天線的方式擴(kuò)大有源室分遠(yuǎn)端單元的覆蓋范圍，減少遠(yuǎn)端單元的使用量，從而降低室分整體建設(shè)成本，如圖3所示。

圖3 “有源室分+無(wú)源天線”組網(wǎng)示意

以某樓宇某層為例，5G采用“有源室分+無(wú)源天線”的方式進(jìn)行室內(nèi)覆蓋，采用3個(gè)PRRU+12面單極化天線的方案，如圖4所示。

圖4 某樓宇的5G“有源室分+無(wú)源天線”室內(nèi)覆蓋示意

通過(guò)測(cè)試：上述覆蓋方案下5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋良好，RSRP≥-110 dbm的比例約為95%，平均場(chǎng)強(qiáng)為-86 dBm，DT測(cè)試下行平均速率400 Mbps以上，DT測(cè)試上行平均速率100 Mbps以上。

一般來(lái)說(shuō)，每個(gè)pRRU帶的無(wú)源天線越多，則建設(shè)成本下降越多，同時(shí)速率下降也越多，下降幅度在20～40%左右。

3.4 開(kāi)發(fā)支持3.5G的無(wú)源器件，新建DAS系統(tǒng)對(duì)中低容量場(chǎng)景區(qū)域進(jìn)行覆蓋

目前業(yè)界已經(jīng)有了支持3.5 GHz頻段的無(wú)源器件，可進(jìn)行5G無(wú)源室分系統(tǒng)的建設(shè)，但新器件造價(jià)較高，還未規(guī)模商用。后續(xù)還需運(yùn)營(yíng)商繼續(xù)推動(dòng)無(wú)源產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)無(wú)源器件量產(chǎn)并降低價(jià)格，以實(shí)現(xiàn)5G無(wú)源室分系統(tǒng)的規(guī)模建設(shè)。

3.5 特殊場(chǎng)景可采用泄露電纜或者“微RRU+定向天線”的方式進(jìn)行覆蓋

針對(duì)一些特殊場(chǎng)景，如營(yíng)業(yè)廳、地鐵/高鐵隧道等場(chǎng)景可采取其他方式進(jìn)行覆蓋：

（1）營(yíng)業(yè)廳：對(duì)營(yíng)業(yè)廳而言，由于其間隔較少，比較空曠，可采用一體化微RRU或“微RRU+定向天線”的方式進(jìn)行覆蓋；

（2）地鐵隧道：對(duì)地鐵隧道而言，由于地鐵列車車速一般不超過(guò)80 km/h，隧道壁可安裝設(shè)備，可以考慮采用“RRU+5/4漏纜”或“微RRU+定向天線”覆蓋的方案，如圖5所示。

圖5 隧道采用八木天線覆蓋示意

在進(jìn)行漏纜增加時(shí)，可考慮增加1根、2根或4根的方式，使用不同的漏纜帶來(lái)的覆蓋效果也不一樣，如表1所示。

（3）高鐵隧道：由于高鐵列車車速特別大，不能在隧道壁上安裝設(shè)備，所以只能考慮采用“RRU+5/4漏纜”的覆蓋方式。高鐵隧道避車洞間距500 M，設(shè)備安裝與取電必須在避車洞內(nèi)，墻面有足夠空間余量新增漏纜。從目前5G測(cè)試來(lái)看，RRU在間距500 M場(chǎng)景的場(chǎng)景下，漏纜還無(wú)法實(shí)現(xiàn)3.5 GHz的5G網(wǎng)絡(luò)連續(xù)覆蓋，需同步采用其他增強(qiáng)方式。

表1 地鐵新增漏纜優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比

4 結(jié)論

5G網(wǎng)絡(luò)由于頻段高導(dǎo)致室外基站覆蓋室內(nèi)比較困難，導(dǎo)致很多場(chǎng)景下需要進(jìn)行室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)。但在進(jìn)行室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，仍然面臨著現(xiàn)有DAS室分器件不支持3.5 GHz頻段、饋線損耗大、有源室分建設(shè)成本高等問(wèn)題，因此，需根據(jù)不同的場(chǎng)景選擇不同的建設(shè)方案，同時(shí)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，降低建設(shè)成本。