陳坤鵬，蔡 彤，寇新忠

（1.中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100080；2.中國移動(dòng)通信集團(tuán)江蘇有限公司 鎮(zhèn)江分公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

0 引 言

自5G商用牌照發(fā)放以來，中國移動(dòng)已經(jīng)進(jìn)行了多期2.6 GHz 5G室外工程的建設(shè)。室內(nèi)覆蓋是5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要內(nèi)容，良好的室內(nèi)覆蓋水平在確保網(wǎng)絡(luò)競爭優(yōu)勢和用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)方面發(fā)揮著極其重要的作用，中國移動(dòng)已計(jì)劃規(guī)模開展重點(diǎn)場景下的5G室內(nèi)覆蓋?，F(xiàn)階段，大規(guī)模室分建設(shè)疊加資本性支出（Capital Expenditure，CAPEX）端的壓力，中國移動(dòng)5G室內(nèi)覆蓋高度注重投資控制，力求平衡好用戶感知與投資收益。

室內(nèi)覆蓋一直是無線網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)[1,2]。不同于室外宏站覆蓋方案的相對可復(fù)制性，室分站點(diǎn)建設(shè)方案需一站一策。室內(nèi)環(huán)境相對復(fù)雜，覆蓋建設(shè)協(xié)調(diào)困難、造價(jià)較高，需綜合考慮業(yè)務(wù)需求、建筑物特點(diǎn)、實(shí)施難度以及投資效益等因素，遵循一定的規(guī)劃設(shè)計(jì)流程，分場景逐點(diǎn)制定合理的建設(shè)方案，并通過后續(xù)的測試數(shù)據(jù)對設(shè)計(jì)方案加以驗(yàn)證和修正[3,4]。

本文梳理和研究了現(xiàn)行2.6 GHz 5G網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)覆蓋常用方案，在此基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)的基于錯(cuò)室覆蓋的5G雙路室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋方案，并在江蘇大學(xué)學(xué)生宿舍樓進(jìn)行了實(shí)際部署。站點(diǎn)開通后，進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)測試和成本分析，以驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)性能、評估建設(shè)成本。

1 5G室內(nèi)覆蓋方案研究

1.1 常用5G室內(nèi)覆蓋方案

室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)按照建設(shè)方式分為分布系統(tǒng)覆蓋、室內(nèi)蜂窩覆蓋兩大類。綜合比較不同5G室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)建設(shè)方案的容量能力、建設(shè)成本、維護(hù)難度以及可監(jiān)控度等因素，如表1所示。分布系統(tǒng)覆蓋是指信源電磁信號按照一定的路由分布式地覆蓋到各個(gè)覆蓋單元，每個(gè)覆蓋單元內(nèi)并沒有信源設(shè)備存在，主要建設(shè)方式包括單路同軸電纜分布系統(tǒng)、泄漏電纜分布系統(tǒng)、變頻分布系統(tǒng)、光纖分布系統(tǒng)等，在現(xiàn)網(wǎng)中占比較大。室內(nèi)蜂窩覆蓋是指在每個(gè)覆蓋單元都有信源設(shè)備存在，并形成蜂窩形的覆蓋效果，屬于新型室分覆蓋方案，造價(jià)相對較高[5]。

表1 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)方案比較

在雙路平衡度得到滿足的情況下，即兩支路分布系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、線纜同路由相同，雙路功率差不大于5 dB時(shí)，雙路傳統(tǒng)室分系統(tǒng)可提供理論上約兩倍于單路傳統(tǒng)室分系統(tǒng)的業(yè)務(wù)容量。從天線選擇上來說，雙路系統(tǒng)可以使用兩路單極化天線，或者一路雙極化天線[6]。中國移動(dòng)現(xiàn)網(wǎng)傳統(tǒng)室分主要以單路型為主，因此在5G室分的建設(shè)中，單路改雙路或新建5G雙路是出現(xiàn)比較多的建設(shè)場景。

1.2 高校場景5G室分建設(shè)

高校的建筑功能區(qū)復(fù)雜多樣，宿舍樓、餐廳以及體育場館等區(qū)域相對人員密度高、容量需求大，教學(xué)樓和圖書館等容量需求相對較低。需綜合考慮業(yè)務(wù)需求、工程實(shí)施難度，合理選擇5G室分系統(tǒng)建設(shè)方式。一般來說，高校屬于高價(jià)值場景，通常建設(shè)雙路的傳統(tǒng)或新型室分，對于高容量需求場景，可采用4T4R新型室分進(jìn)行建設(shè)[7]。

2 一種改進(jìn)的雙路室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.1 方案設(shè)計(jì)

江蘇大學(xué)的學(xué)生人數(shù)多，移動(dòng)用戶滲透率高，業(yè)務(wù)需求量大。本次需覆蓋的是其中的6棟宿舍樓，每棟宿舍樓均為6層，樓高約20 m，每層約30間房間，房間寬度為3 m，過道兩側(cè)均勻?qū)ΨQ分布，過道寬度為2.2 m。墻體為普通磚墻，厚度為24 cm，墻體穿透損耗約為8～12 dB[6]。考慮到業(yè)務(wù)需求，新建雙路型室分系統(tǒng)進(jìn)行覆蓋[8]。常規(guī)的雙路分布系統(tǒng)天線點(diǎn)位方案如圖1所示，每個(gè)房間有兩路信號進(jìn)行覆蓋。由于宿舍房間數(shù)量大，此種方案將帶來較高的建設(shè)成本和工程施工難度。

圖1 常規(guī)的雙路分布系統(tǒng)天線點(diǎn)位分布

為降低建設(shè)成本，針對江蘇大學(xué)宿舍樓房間大小相當(dāng)、布局均勻、墻體穿透損耗不太高的特點(diǎn)，考慮一種改進(jìn)方案。間隔的兩個(gè)房間使用同一路5G信源輸出進(jìn)行覆蓋，相鄰的房間使用另一路信源輸出進(jìn)行覆蓋，對門的兩個(gè)房間使用不同路信源輸出進(jìn)行覆蓋，并將整個(gè)樓層所有房間設(shè)置為同一個(gè)小區(qū)，如圖2所示。一個(gè)室分小區(qū)內(nèi)有兩個(gè)通道的信號輸出，通過合理設(shè)置天線點(diǎn)位，可實(shí)現(xiàn)一個(gè)雙路覆蓋系統(tǒng)，并節(jié)約一半的天線資源[9]。本方案與常規(guī)的單路室內(nèi)分步系統(tǒng)的區(qū)別也顯而易見，常規(guī)的傳統(tǒng)單路分布系統(tǒng)在一個(gè)室分小區(qū)內(nèi)只會(huì)有一個(gè)通道的信源信號。

圖2 改進(jìn)的雙路分布系統(tǒng)天線點(diǎn)位分布

2.2 工程實(shí)施

根據(jù)上述改進(jìn)的雙路分布系統(tǒng)錯(cuò)室覆蓋方案，對江蘇大學(xué)D09—D10、E01—E04宿舍樓進(jìn)行了分布系統(tǒng)工程建設(shè)。主設(shè)備使用華為的BBU5900和2T2R的RRU5150-d，相鄰的2—3個(gè)樓層劃分為一個(gè)小區(qū)，信源設(shè)備數(shù)量及小區(qū)設(shè)置如表2所示。

表2 信源設(shè)備數(shù)量及小區(qū)配置

3 覆蓋效果測試

RRU5150-d 支持的工作頻段為 2 515 ～ 2 675 MHz，共160 MHz，單通道發(fā)射功率最大為100 W。為避免與室外宏站產(chǎn)生同頻干擾，本次宿舍樓5G室分采用2 515 ～ 2 575 MHz共 60 MHz帶寬模式，單通道發(fā)射功率設(shè)置為10 W。站點(diǎn)開通后，選取江蘇大學(xué)E02棟宿舍樓1F進(jìn)行現(xiàn)場遍歷測試，現(xiàn)場測試的同步信號參考信號接收功率（Synchronization Signal Reference Signal Received Power，SS-RSRP）電平數(shù)據(jù)如圖3所示。

圖3 E02棟宿舍樓1F遍歷測試SS-RSRP示意

表3給出了現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)分析結(jié)果，測試數(shù)據(jù)顯 示，95%的SS-RSRP高 于 -81 dBm，95%的 同步信號干擾加噪聲比（Synchronization Signal Signal to Interference plus Noise Ratio，SS-SINR）高于 11 dB，滿足中國移動(dòng)高價(jià)值高業(yè)務(wù)需求室分場景下的覆蓋電平指標(biāo)要求。單用戶上、下行平均速率分布為310 Mb/s、35 Mb/s，95%的下載速率測試值高于190 Mb/s，95%的上行速率測試值高于21 Mb/s，均滿足中國移動(dòng)2T2R的室內(nèi)覆蓋基站速率指標(biāo)要求[10]。

表3 遍歷測試數(shù)據(jù)分析表

4 建設(shè)成本分析

傳統(tǒng)雙路室分使用兩路天饋，每個(gè)房間需要安裝2個(gè)天線，改進(jìn)后，每個(gè)房間只需安裝1個(gè)天線，一方面減少了天線、器件、饋線的使用量以及甲供材使用量，另一方面隨著工作量的減少，三費(fèi)等也同步減少。本次采用傳統(tǒng)室分2.6 GHz制式進(jìn)行覆蓋，6棟宿舍樓總覆蓋面積約為 57 600 m2，主設(shè)備造價(jià)約為 270 000元（其中設(shè)備費(fèi)用為247 200元，工程費(fèi)及其他費(fèi)用為22 800元），分布系統(tǒng)造價(jià)約為282 000元（其中材料費(fèi)用為121 400元，工程費(fèi)及其他費(fèi)用為160 600元），合計(jì)552 000元。無線網(wǎng)造價(jià)約為9.6元/m2，低于常規(guī)新建雙路室分12～15元/m2的工程造價(jià)。

5 結(jié) 論

本文對5G室分建設(shè)方案進(jìn)行了分析，提出了一種錯(cuò)室覆蓋的雙路室內(nèi)分布系統(tǒng)，并在江蘇大學(xué)學(xué)生宿舍樓進(jìn)行了工程實(shí)施，測試數(shù)據(jù)顯示網(wǎng)絡(luò)覆蓋電平和上下行速率均滿足常規(guī)雙路室分的指標(biāo)要求，而該方案節(jié)約了約一半的分布系統(tǒng)天線資源，降低了施工難度，縮短了建設(shè)工期。