摘要：室內是人類生活、生產的主要場景，隨著5G商用網(wǎng)絡成熟，將有更多的5G大流量業(yè)務在室內場景發(fā)生，為現(xiàn)有室分演進帶來多方面的挑戰(zhàn)。文章總結了目前的技術背景以及演進面臨的挑戰(zhàn)，以此展開，對比各類5G室分建設方案，結合測試結果估算及探討5G室分的傳播損耗與最大傳輸距離，提出現(xiàn)有室分的改造建議，并給出5G室分的綜合部署建議。

關鍵詞：5G;DAS;數(shù)字化室分;室內覆蓋

1、引言

第五代移動通信代表未來網(wǎng)絡發(fā)展的主要方向，人與人之間的寬帶互聯(lián)將逐步擴展到萬物互聯(lián)，涌現(xiàn)出如虛擬現(xiàn)實（VR）、增強現(xiàn)實（AR）、智慧城市、車聯(lián)網(wǎng)、遠程醫(yī)療等各方各面如夢如幻的精彩應用，將深刻影響未來人類社會的生活方式。而室內是人類生活、生產的主要場所，分析與探討室內5G業(yè)務需求、5G室分的建網(wǎng)演進方案是重要且十分有意義的工作。

2、技術背景

5G時代賦予“萬物互聯(lián)”的通信能力，能夠支持多種新生業(yè)務應用。與4G相比，5G主流業(yè)務將承載在更高的頻段（C-Band、毫米波頻段）上，頻段越高，傳播路損和建筑物穿透損耗越大，室外網(wǎng)絡覆蓋室內將變更加困難，迫使室內業(yè)務需要由獨立的室內網(wǎng)絡來承載。

于是，為了滿足最佳用戶體驗，并且實現(xiàn)更高效的運維、運營的要求，必須建設一張數(shù)字化、智能化的室內網(wǎng)絡，穩(wěn)定高速、靈活擴展、可視可管，以支撐超寬帶、大連接、超低時延、室內定位等新型室內業(yè)務。

2.1室內分布系統(tǒng)

室內分布系統(tǒng)是針對室內用戶群、用于改善建筑物內移動通信環(huán)境的一種方案。利用室內天線分布系統(tǒng)將移動基站的信號均勻分布在室內，從而保證室內區(qū)域擁有理想的信號覆蓋。室內分布系統(tǒng)根據(jù)使用器件類型可分為：無源分布系統(tǒng)、有源分布系統(tǒng)、漏纜分布系統(tǒng)等。

2.2 5G時代的室內業(yè)務

4G時代70%的業(yè)務發(fā)生在室內，但大部分是宏站吸收，高價值客戶80%的時間都位于室內環(huán)境。而進入5G時代，將有更多5G大流量業(yè)務在室內場景發(fā)生，且室內吸收比例將進一步增大。

2.3室內5G業(yè)務對網(wǎng)絡的需求

eMBB場景主要應用在商場、交通樞紐、住宅樓等，典型室分業(yè)務為超高清視頻、增強現(xiàn)實，對網(wǎng)絡速率要求極高，因此對室分覆蓋的邊緣場強和信噪比要求高。

URLLC場景主要應用于工業(yè)廠房車間、醫(yī)院等，工業(yè)控制、遠程醫(yī)療為典型業(yè)務，對網(wǎng)絡可靠性要求極高，需保證近乎100%的區(qū)域和100%的時間可以接入網(wǎng)絡并可靠傳輸，因此對室分覆蓋的區(qū)域覆蓋概率和邊緣覆蓋概率要求高。

mMTC場景主要應用在寫字樓、住宅區(qū)等，提供遠程抄表、智能停車、電梯監(jiān)控等典型業(yè)務，對室分覆蓋深度要求極高，以滿足處于隱藏位置的物聯(lián)網(wǎng)終端接入。

3、5G室分演進面臨的挑戰(zhàn)

3.1傳播損耗與穿透損耗

根據(jù)電磁波傳播規(guī)律，頻率越高，空中傳播損耗、墻體或玻璃的穿透損耗也越大，5G的室內覆蓋將變得更加困難。為保證室內覆蓋要求，基于實測結果，采用2.3GHz可穿透2堵磚墻，而3.5GHz只能穿透1堵磚墻，到了毫米波就只能穿透1堵玻璃墻。

3.2無源器件演進困難

現(xiàn)網(wǎng)無源器件、天線不支持5G主流的3.5/4.9GHz頻段，需全部更換或新建，另一方面，現(xiàn)網(wǎng)纜線雖然支持，但由于頻段提升損耗也會成倍增長。

3.3建設成本

未來5G分布式皮基站設備在信號帶寬、通道數(shù)、發(fā)射功率等方面與4G有較大差別，信號帶寬、通道數(shù)、工作頻段、發(fā)射功率等增加引起成本增加，特別是3.5GHz設備成本可能上漲為2.3GHz設備的2.5倍。

4、5G室分建設方式

4.1 5G室分覆蓋信號傳播

5G高頻段的傳播損耗及穿透損耗是室分覆蓋方案需要面對的一大困難。各頻段在不同材質的穿透損耗差異較大，粗略估算2.6GHz相比2.3GHz穿透普通混凝土墻壁的穿透損耗約增大1dB，而3.5GHz相比2.3GHz穿透普通混凝土墻壁穿透損耗將增大2dB以上。

采用衰減因子傳播模型計算路徑損耗：PathLoss（dB）=PL（d0）+10*n*Log（d/d0）+R，根據(jù)最大允許路徑損耗可以初步核算三類室分覆蓋方案在開闊類場景（寫字樓大堂、大型會展中心等）及封閉類場景（寫字樓標準層等）的覆蓋距離。

4.2現(xiàn)有室分改造方式

4.2.1傳統(tǒng)無源室內分布系統(tǒng)

傳統(tǒng)無源室內分布系統(tǒng)向5G演進建議采用新增數(shù)字化室分的方式。方式一：原有DAS系統(tǒng)不做改造，疊加建設數(shù)字化室分5G單頻，需增加BBU、RHUB以及5GpRRU等設備。方式二：采用4G+5G一體化pRRU直接替換原有DAS系統(tǒng)。

4.2.2新型有源室內分布系統(tǒng)

現(xiàn)網(wǎng)有源分布式系統(tǒng)向5G演進，pRRU可通過同點位疊加5G模塊、新增5G模塊級聯(lián)原有4G模塊、利用5G一體化模塊替換原有模塊，三種方案進行演進改造;線纜方面，RHUB與pRRU之間可采用Cat6A網(wǎng)線及光電復合纜方式鏈接。

4.2.3漏纜分布系統(tǒng)

漏纜分布系統(tǒng)是一種線性覆蓋方案，由傳統(tǒng)的信源、合路器、無源器件及泄漏電纜組成。目前支持5G頻段的漏纜傳輸損耗較大，可行的解決方案主要有兩種：

1）新增支持更高頻段、損耗更小的漏泄電纜，限于5G產業(yè)鏈成熟度;

2）在允許進行改造場景，新建微站或光纖分布系統(tǒng)進行覆蓋。

4.3 5G室分綜合部署建議

綜合考慮成本與場景需求，給出5G室分部署建議。

5總結與展望

5G網(wǎng)絡將為物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等領域提供強力支撐，是社會演進、科技生產的戰(zhàn)略性需求。為良好支持室內5G業(yè)務，建議采用數(shù)字化有源室內分布系統(tǒng)、4T4R以上的室內數(shù)字化分布基站，以端到端數(shù)字化集成部署方式，規(guī)劃建設一張滿足室內5G業(yè)務需求的網(wǎng)絡，并基于網(wǎng)絡運營平臺，實現(xiàn)室內5G網(wǎng)絡的智能運營。

參考文獻

[1]肖智維.5G網(wǎng)絡室內覆蓋解決方案研究[J].數(shù)字通信世界，2018（2）

[2]曹亙，呂婷，李軼群，等.3GPP5G無線網(wǎng)絡架構標準化進展[J].移動通信，2018（1）：7-14

作者簡介：黃琰奕，（1991.8 -），男，江西省鷹潭市，漢族，本科，中級工程師，長期從事無線網(wǎng)規(guī)劃、優(yōu)化及其新技術的研究與實踐。