朱煜璽

（廣東勝通和科技服務(wù)有限公司，廣東 廣州 510660）

0 引 言

隨著5G時(shí)代的到來，5G網(wǎng)絡(luò)與4G網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別也逐漸被人們了解。5G網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)特點(diǎn)與設(shè)備形態(tài)方面，都與4G網(wǎng)絡(luò)大不相同。在建設(shè)5G技術(shù)的室內(nèi)分布系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該基于當(dāng)前的4G室內(nèi)分布系統(tǒng)，以不影響當(dāng)前用戶使用和節(jié)約成本為前提。目前，大力發(fā)展5G室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)，可以大大促進(jìn)4G技術(shù)向5G技術(shù)過渡，解決5G室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)中可能出現(xiàn)的問題，提高5G室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)效率，為迎接5G時(shí)代做好萬(wàn)全的準(zhǔn)備。

1 建設(shè)5G室內(nèi)分布系統(tǒng)的意義

隨著我國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，連接到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備數(shù)量也有所增加，這就導(dǎo)致移動(dòng)數(shù)據(jù)的流量需求呈逐年上升趨勢(shì)，在一定程度上為網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行帶來了一定的挑戰(zhàn)。首先，隨著數(shù)據(jù)流量的不斷增加，頻譜資源的需求也有所增加，但移動(dòng)通信頻譜較為匱乏，可用頻譜呈碎片化和大跨度分布，難以高效利用頻譜。其次，由于現(xiàn)階段各個(gè)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)制式存在著差異，而未來網(wǎng)絡(luò)勢(shì)必將會(huì)形成一個(gè)多網(wǎng)并存的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，因此想要有效提高網(wǎng)絡(luò)容量，就需要在新網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的同時(shí)，充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源，但現(xiàn)階段仍需提升網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平和網(wǎng)絡(luò)資源利用率。最后，由于5G頻段相對(duì)較高，將會(huì)導(dǎo)致在傳播過程中的損耗過大。利用室外宏基站覆蓋室內(nèi)時(shí)，將會(huì)造成室內(nèi)弱覆蓋區(qū)域較多，導(dǎo)致難以滿足深度覆蓋的需求。所以應(yīng)建設(shè)完善的室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，進(jìn)而滿足室內(nèi)業(yè)務(wù)需求。通過以上分析可知，傳統(tǒng)的4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)難以適應(yīng)我國(guó)未來的網(wǎng)絡(luò)需求，但5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋局限性相對(duì)較強(qiáng)，這就顯得建設(shè)5G室內(nèi)分布系統(tǒng)尤為重要。

2 室內(nèi)分布系統(tǒng)簡(jiǎn)介

室內(nèi)分布系統(tǒng)主要包括3種。第一種是射頻無(wú)源分布系統(tǒng)。該系統(tǒng)的信源分路是依靠無(wú)源器件來實(shí)現(xiàn)的，信號(hào)由此可以分散在室內(nèi)分散天線上，從而使得信號(hào)覆蓋整座建筑物。第二種是光纖分布系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是將信號(hào)通過光纖傳播到建筑物中的各個(gè)角落。一開始光纖傳輸?shù)臑閿?shù)字信號(hào)，信號(hào)接收后需要轉(zhuǎn)化為射頻信號(hào)，最后射頻信號(hào)被天線得到而覆蓋至建筑物上。第三種是微功率分布式基站。該系統(tǒng)使用Femto和Micro等設(shè)備以BBU+RRU的特殊結(jié)構(gòu)通過光纖實(shí)現(xiàn)建筑物覆蓋。該方案適用于面積大和需求量大的建筑物。

5G通信技術(shù)對(duì)室內(nèi)分布系統(tǒng)提出了挑戰(zhàn)。有研究顯示，5G時(shí)代中將有4/5的通信業(yè)務(wù)發(fā)生在室內(nèi)，因此室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)決定了5G用戶是否能有良好的體驗(yàn)。相比于4G網(wǎng)絡(luò)，5G信號(hào)是厘米波段（3 GHz以上），其傳播損耗和墻體穿透損耗高于4G信號(hào)，繞射能力低于4G信號(hào)。因此，5G信號(hào)需要配備專門的無(wú)線信號(hào)室內(nèi)分布系統(tǒng)，保證無(wú)論在室內(nèi)或室外都可以體驗(yàn)高速的5G信號(hào)。

3 5G室內(nèi)分布系統(tǒng)現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，室內(nèi)分布系統(tǒng)的主要組成及其建設(shè)內(nèi)容為傳統(tǒng)的DAS系統(tǒng)，主要由饋線、天線以及器件構(gòu)成。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，具有成本低和故障率低的特點(diǎn)，同時(shí)還可以直接通過前端合路對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)容，但隨著5G技術(shù)的不斷發(fā)展，DAS系統(tǒng)的缺陷也逐漸凸顯出來，已經(jīng)難以滿足5G技術(shù)的實(shí)際要求。

3.1 建設(shè)難度相對(duì)較高

傳統(tǒng)的室內(nèi)系統(tǒng)需要設(shè)置大量的饋線、天線以及器件，其工程量相對(duì)較大，并且施工周期相對(duì)較長(zhǎng)，同時(shí)還需要與物業(yè)進(jìn)行協(xié)調(diào)。

3.2 改造難度相對(duì)較高

在對(duì)現(xiàn)有的室內(nèi)分布系統(tǒng)進(jìn)行雙路改造時(shí)，所更換或設(shè)置的點(diǎn)位相對(duì)較多，室內(nèi)一些區(qū)域已經(jīng)難以進(jìn)行改造。5G室內(nèi)分布系統(tǒng)的要求較高，將傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)升級(jí)至5G室內(nèi)分布系統(tǒng)就需要設(shè)置更多的器件、饋線以及天線，這就會(huì)導(dǎo)致施工難度和施工量倍增。此外，由于器件的老化程度還存在著一定的差異，使得施工時(shí)所選擇的工藝存在不同，難以確保LTE雙路平衡，導(dǎo)致出現(xiàn)性能問題。

3.3 可靠性相對(duì)較低

由于室內(nèi)分布系統(tǒng)由眾多器件所連接，導(dǎo)致難以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。當(dāng)某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)線路難以正常運(yùn)行，一般情況需要通過人工方式尋找問題所在。但對(duì)于一些大型的室內(nèi)分布站點(diǎn)來說，人工方式很難進(jìn)行全面排查，特別是一些隱蔽工程，當(dāng)其出現(xiàn)問題時(shí)，很難被發(fā)現(xiàn)。系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，通常會(huì)投入大量的人力和物力，這會(huì)直接增加網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)成本，且僅依靠人工排查的方式解決故障所需的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，難以提升無(wú)源分布系統(tǒng)的可靠性。

3.4 傳統(tǒng)的分布系統(tǒng)難以滿足5G高頻段的要求

傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)所支持的頻段一般為2.7 GHz。這是因?yàn)?.5 GHz及其以上的頻段耗能較大，許多指標(biāo)都難以滿足要求，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致器件出現(xiàn)故障，增加投資成本，更換難度也有所增加。通過改造傳統(tǒng)DAS的方式可滿足5G業(yè)務(wù)的需求及覆蓋，通過全新的室內(nèi)分布系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)5G室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

4 5G室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)內(nèi)容

5G技術(shù)在今后的業(yè)務(wù)將主要集中在室內(nèi)。利用中低頻的覆蓋方式，能夠提升信號(hào)質(zhì)量，降低信號(hào)在傳播過程中的衰減和損耗，是第五代移動(dòng)通信技術(shù)未來發(fā)展的主要方向。探索更加靈活科學(xué)的網(wǎng)絡(luò)分布系統(tǒng)，能夠有效提升5G網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)覆蓋效果，滿足用戶的使用需求?，F(xiàn)階段，4G覆蓋利用分布式天線系統(tǒng)，隨著移動(dòng)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，室內(nèi)覆蓋在安裝及容量上都存在著一定的不足，所以應(yīng)通過建設(shè)更靈活的組網(wǎng)方式，才能確保5G技術(shù)得到有效覆蓋。此外，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，還需要降低其成本和工作量，提高覆蓋范圍和容量，利用新技術(shù)及設(shè)備建設(shè)5G室內(nèi)分布系統(tǒng)，保障其能夠安全平穩(wěn)運(yùn)行。

5 5G室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)要點(diǎn)

5G室內(nèi)覆蓋網(wǎng)絡(luò)波段與傳統(tǒng)4G室內(nèi)覆蓋網(wǎng)絡(luò)波段間存在著一定的差異，與4G室內(nèi)覆蓋網(wǎng)絡(luò)的存量頻段利用也存在著不同，所以技術(shù)人員在系統(tǒng)建設(shè)過程中，需要明確室內(nèi)覆蓋的主力頻段，并對(duì)其進(jìn)行有效控制。解決覆蓋過程中，室內(nèi)和室外的同頻干擾問題，確保第五代移動(dòng)通信室內(nèi)信號(hào)覆蓋時(shí)，寬帶資源能夠滿足用戶的實(shí)際需求。同時(shí)應(yīng)用云計(jì)算及大數(shù)據(jù)優(yōu)化當(dāng)前設(shè)備，有效控制信號(hào)在傳輸過程中的損耗，確保其覆蓋效果能夠滿足要求。

6 具體場(chǎng)景的5G信號(hào)室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)

6.1 多隔斷型室內(nèi)場(chǎng)景5G覆蓋方案分析

5G時(shí)代到來，在多隔斷的室內(nèi)場(chǎng)景中，采用有源室內(nèi)分布系統(tǒng)不能良好滿足用戶需求。這是因?yàn)槎喔魯嗍覂?nèi)中有多面墻體，5G信號(hào)穿墻損耗大，信號(hào)利用率低。由此，在設(shè)計(jì)多隔斷室內(nèi)分布系統(tǒng)時(shí)，可以加入無(wú)源系統(tǒng)配合有緣系統(tǒng)，在遠(yuǎn)端單元上接入無(wú)源天線。這樣一來，信號(hào)在室內(nèi)的分布就會(huì)變得均勻。有研究顯示，在邊緣速率達(dá)到100 Mb/s的條件下，采用“有源+無(wú)源”的室內(nèi)分布系統(tǒng)方案可以使信號(hào)利用達(dá)到最大化，節(jié)約成本，因此可以在相關(guān)場(chǎng)景中進(jìn)行推廣[1]。

6.2 運(yùn)營(yíng)商WiFi

運(yùn)營(yíng)商WiFi的應(yīng)用場(chǎng)所大多是機(jī)場(chǎng)、高校、高鐵站以及咖啡館等公共室內(nèi)。AP的主要連接方式為L(zhǎng)AN與PON，這兩種連接方式都可以借助網(wǎng)線與AP連接。兩種室推薦的內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)方法如下。第一種是改造WiFi網(wǎng)絡(luò)，讓其和5G信號(hào)的匹配度更高，可以通過熱點(diǎn)技術(shù)與機(jī)房連接。此時(shí)，可以采用4G技術(shù)下的舊光纜，改造光纜為5G技術(shù)的室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)做好準(zhǔn)備條件。第二種是再利用公共室內(nèi)Cat6A網(wǎng)線類型WiFi的舊布線，簡(jiǎn)單替換設(shè)備即可投入使用，提高了系統(tǒng)的建設(shè)效率。

6.3 家庭WiFi

目前，大多數(shù)家庭都采用路由器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)部署，即無(wú)線路由器和運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)連接[2]。針對(duì)這種情況，在5G時(shí)代來臨時(shí)，家庭可以改造路由器，使其通過PON接入機(jī)房回傳5G網(wǎng)絡(luò)，提高室內(nèi)分布系統(tǒng)的質(zhì)量。

7 5G室內(nèi)分布系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

7.1 5G室內(nèi)分布系統(tǒng)利用高頻段組網(wǎng)

傳統(tǒng)的通信頻譜資源較為匱乏，同時(shí)還會(huì)受到多種因素的影響，因此通常會(huì)通過固定的分配方式將有限的資源輸送給無(wú)線電部門。這在一定程度上導(dǎo)致頻譜資源分布不均，同時(shí)降低了頻譜資源的利用效率。5G技術(shù)的應(yīng)用能夠在一定程度上提高頻譜資源的利用率，并且5G技術(shù)分布系統(tǒng)的建設(shè)還能夠拓寬頻譜資源的應(yīng)用范圍，使人們的關(guān)注點(diǎn)從低頻段延伸到更高頻段范圍，這對(duì)現(xiàn)階段擴(kuò)大移動(dòng)通信容量，提升移動(dòng)通信速度，完善室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)是非常有益的。

7.2 5G室內(nèi)分布系統(tǒng)功能更加強(qiáng)大

5G室內(nèi)分布系統(tǒng)功能更加強(qiáng)大，能夠促進(jìn)室內(nèi)應(yīng)用的多樣化發(fā)展。在4G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代背景下，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)主要用于個(gè)人消費(fèi)，如電影、視頻以及購(gòu)物等，這些都是通過相應(yīng)的軟件實(shí)現(xiàn)的，隨著5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，能夠?yàn)槭覂?nèi)應(yīng)用的發(fā)展提供一定的基礎(chǔ)，提升室內(nèi)應(yīng)用的多樣化水平，包括VR、AR、云技術(shù)以及在線醫(yī)療等。這不但能夠滿足個(gè)人消費(fèi)者的生活需求，同時(shí)還能夠拓寬互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的業(yè)務(wù)渠道。例如，將5G網(wǎng)絡(luò)AI技術(shù)應(yīng)用到機(jī)器人轉(zhuǎn)運(yùn)貨物中能夠有效提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，降低企業(yè)日常成本。此外，5G室內(nèi)分布系統(tǒng)的構(gòu)造豐富了移動(dòng)通信的服務(wù)對(duì)象，凸顯了其實(shí)質(zhì)功能，也是近年來移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的成果及標(biāo)志。

7.3 5G室內(nèi)分布系統(tǒng)通信速度更快

在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代背景下，提高信息傳輸速度，拓寬信息傳輸渠道是廣大互聯(lián)網(wǎng)用戶對(duì)新時(shí)代移動(dòng)通信技術(shù)所提出的更高要求，其能夠直接影響用戶的信息獲取體驗(yàn)。4G時(shí)代的信息傳播速度明顯低于5G時(shí)代的信息傳播速度，從理論上來說，5G網(wǎng)絡(luò)在1 s內(nèi)就能夠完成一部高清電影的下載工作。

7.4 5G室內(nèi)分布系統(tǒng)的覆蓋范圍更加廣泛

5G室內(nèi)分布系統(tǒng)具有更加廣泛的應(yīng)用，特別是在以互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)為載體的支持下，5G能夠覆蓋遠(yuǎn)程醫(yī)療、在線教育以及智能家居等多個(gè)方面。同時(shí)，5G通信技術(shù)還能夠?yàn)橛脩籼峁┣д准?jí)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、云服務(wù)以及3D視頻等服務(wù)內(nèi)容。

8 5G信號(hào)室內(nèi)分布系統(tǒng)發(fā)展方向

8.1 運(yùn)營(yíng)可視化、數(shù)字化

5G技術(shù)下的室內(nèi)分布系統(tǒng)需要大量的設(shè)備，且設(shè)備設(shè)施趨向于大型化和密集化，由此提高了人工排障的難度?？茖W(xué)合理地運(yùn)用可視化技術(shù)，能夠全面實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)營(yíng)狀況，便于第一時(shí)刻發(fā)現(xiàn)故障并清除故障。同時(shí)，在建設(shè)室內(nèi)分系統(tǒng)時(shí)加入了數(shù)字化元素，可以使設(shè)備進(jìn)行自我監(jiān)測(cè)與自我修復(fù)，還可以根據(jù)用戶的使用數(shù)量，科學(xué)機(jī)動(dòng)地調(diào)整設(shè)備容量，減少人力成本和金錢成本[3]。

8.2 優(yōu)化5G室內(nèi)分布系統(tǒng)的接入方式

安裝人員還需要優(yōu)化5G室內(nèi)分布系統(tǒng)的接入方式。通常情況下，一個(gè)用戶單元存在著多個(gè)智能終端設(shè)備，安裝人員需要通過建設(shè)第五代移動(dòng)通信基站的方式優(yōu)化下一代中心機(jī)房，確保5G固定無(wú)線接入方式能夠被用戶的智能終端設(shè)備所接收。通過升級(jí)路由單元的形式優(yōu)化室內(nèi)WiFi接入點(diǎn)的要求相對(duì)較高，施工周期相對(duì)較長(zhǎng)，施工難度相對(duì)較大，所以安裝人員需要根據(jù)現(xiàn)階段4G室內(nèi)覆蓋方式，完善室內(nèi)單元和接收單元的路由管制，盡可能利用光纖入戶的形式優(yōu)化路由管控，提升MIMO天線技術(shù)的有效性，利用超密集組網(wǎng)等手段，完善5G室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)。

8.3 降低5G室內(nèi)分布系統(tǒng)成本

當(dāng)前，4G室內(nèi)分布系統(tǒng)發(fā)展已經(jīng)趨于成熟，其規(guī)模相對(duì)較大，問題出現(xiàn)率也相對(duì)較小，但該系統(tǒng)對(duì)5G信號(hào)而言仍存在諸多不足。WiFi的5G設(shè)備在現(xiàn)階段價(jià)格相對(duì)較高，其DAS成本是4G時(shí)代DAS的數(shù)倍。因此，相關(guān)研究人員應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)研究，積極開發(fā)并利用新型設(shè)備及技術(shù)，盡可能降低5G室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)成本，進(jìn)而使5G室內(nèi)分布系統(tǒng)能夠被人們所接受，使5G室內(nèi)分布系統(tǒng)更加普及，從而提高5G通信企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)我國(guó)通信事業(yè)的發(fā)展。

9 結(jié) 論

綜上所述，5G信號(hào)與4G信號(hào)區(qū)別很大。5G信號(hào)的穿透損耗大于4G信號(hào)，為滿足各類用戶的需求，需要合理建設(shè)室內(nèi)分布系統(tǒng)。此外，我國(guó)5G技術(shù)雖然領(lǐng)先于國(guó)際水平，但要想投入使用，將其運(yùn)用到自動(dòng)駕駛和智能家電等行業(yè)中，相關(guān)研究人員有必要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)5G室內(nèi)分布系統(tǒng)的研究。