劉建華

摘要：針對即將到來的5G時代，如何在低成本高效率的前提下將室內分布系統(tǒng)由4G變更為5G是近幾年來人們不斷探討的話題，本文主要圍繞5G室內分布系統(tǒng)這一主題，從基本概述、建設方案、MIMO技術使用等方面展開討論，為室內分布系統(tǒng)向5G方向發(fā)展提供了價值性的參考建議。

關鍵詞：5G時代;室內分布系統(tǒng);MIMO技術

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）05-0026-02

1基本概述

1.1室內分布系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要是指一種將通信基站所發(fā)出的信號均勻地散布在室內空間中，確保室內空間內的各個角落都能夠擁有理想化信號覆蓋效果的系統(tǒng)，合理地利用該系統(tǒng)可以有效地改善室內空間的通信環(huán)境，為人們提供更加優(yōu)質的通信服務。常見的室內分布系統(tǒng)所對應的接入方式有以下幾種：第一，以宏蜂窩為主體信號源的分布系統(tǒng);第二，以微蜂窩為主體信號源的分布系統(tǒng);第三，以直放站為主體信號源的分布系統(tǒng)。

1.2 MIMO技術

MIMO技術主要是指移動通信系統(tǒng)在不增加帶寬的前提下顯著提升其頻譜利用效率及容量的一種先進的技術手段。MIMO技術可在信號發(fā)送端及信號接收端建立數個獨立的信號通道，并在天線單元之間保持一定的間隔，用以消除相鄰天線信號之間的關聯(lián)性，增加數據信息的吞吐量，提高通信系統(tǒng)的鏈路性能。根據相關數據統(tǒng)計結果我們可以得知，MIMO技術可以極大地提高通信系統(tǒng)中的頻譜效率，因此該技術也被廣泛地應用在5G室內分布系統(tǒng)的設計和建設中。

2系統(tǒng)建設方案

2.1傳統(tǒng)室內分布系統(tǒng)

傳統(tǒng)的室內分布系統(tǒng)通常由饋線、耦合器、天線、合路器等構件組合而成，這些機械器件一般可支持700MHz-2700MHz頻段的室內分布系統(tǒng)，當室內分布系統(tǒng)中出N3.5GHZ頻段的信號時，會對室內分布系統(tǒng)中的耦合器等功能性機械器件損壞較大。該分布系統(tǒng)在實際應用中存在以下缺陷問題還有待改善：第一，可控性差，系統(tǒng)中的無源器件均不可進行實時性的監(jiān)控，只能采用人力來排除系統(tǒng)中潛在的故障問題，成本較高;第二，不可室內定位，由于天線的功能特性不可區(qū)分信號的位置信息，因而不可進行室內定位;第三，擴容性差，只能以增加載波的方法來擴容，滿足較低的擴容要求。

2.2 5G室內分布系統(tǒng)

5G室內分布系統(tǒng)是在5G技術的基礎上逐漸衍生而來的，其建設方案主要包括以下幾種形式：第一，傳統(tǒng)DAS，建設成本較低，適用于居民區(qū)等低價值通信要求的場所;第二，Smart DAS，成本低，不支持分裂擴容，不支持大數據，適用于居民區(qū)等低價值通信要求的場所;第三，分布式皮飛站+SmaA DAS，成本適中，適用于多隔斷且覆蓋面廣的場景;第四，拓展型皮飛站+Smart DAS，成本適中，適用于多隔斷且覆蓋面廣的場景;第五，分布式皮飛站，成本適中，適用于商場等中價值場景;第六，拓展型皮飛站，成本適中，適用于商場等中價值場景。

3MIMO技術使用分析

3.1技術類型

以下三種技術均是M1MO技術中比較常見的應用類型，可獨立使用也可組合使用，其主要功能特性是降低通信系統(tǒng)的發(fā)射功率，擴發(fā)信號覆蓋范圍，增強信號的抗干擾能力，以此來進一步優(yōu)化5G室內分布系統(tǒng)的應用效果。

3.2特征波束成形

無論是在通信系統(tǒng)的傳輸端還是在接收端，M1MO技術都利用特征波束成形而對定向天線產生一定的增益，與此同時特征波束成形可獲取同等的增益效果，且無需考慮周圍環(huán)境中散射對信號所產生的影響。相控陣是特征波束成形的常見形式，其主要是將特定數量的天線組在一起，形成一個天線簇，技術人員可通過控制其方向來完成對某一特定方位的信號接收或發(fā)射。相控陣在應用過程中也存在一定的缺陷問題，如性能增益與帶寬成反比，帶寬增加會使得相控陣增益減小，此外相控陣波束成形的條件也有一定的限制，在非視距的條件下相控陣所發(fā)射的信號會大幅度減少。MIMO技術下的特征波束成形所使用的信號處理技術是相對成熟的數字信號處理技術，可單獨處理信號中的OFDM窄帶子載波，而非僅僅局限于特定的三維空間內，所以該技術在實際應用時幾乎不會受到信號反射或信號散射的影響。

3.3空時編碼技術

該技術通常應用于多天線條件下的發(fā)射端，無論是單接收天線還是多接收天線，該技術都可加強其應用過程中的信號增益效果，該技術可以在原有傳輸信號的基礎上通過一系列特殊的信號處理方式對信號進行更改，并利用其余天線來傳輸這些信號，通過這種方式來提高通信系統(tǒng)在復雜的環(huán)境中提取有價值信號的能力。空時編碼技術常用于與波束成形或分集接收進行對端匹配，以車載設備為例，該類設備一般擁有4根天線，而常見的手持設備則一般由1至2根天線，若手持設備以單天線進行信號傳輸，則車載設備可通過波束成形來顯著提升其接收信號的收益，反之亦然，由此可見，合理地使用空時編碼技術可有效地提高通信系統(tǒng)中鏈路的對稱性，確保雙向通信的穩(wěn)定性運行。

3.4空間復用技術

與上述我們所提到的兩種MIMO技術類型相比，空間復用技術是MIMO技術中較難理解的一種技術類型。該技術通常在不同天線的相同頻點上設立數個數據流，其接收端需使用超過數據流數量的天線才能完成正確的譯碼，這種模式下會顯著提升通信系統(tǒng)的吞吐量。以4×4的MIMO系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)最大可維持4個數據流的正常運行，此時其吞吐量將會是相同帶寬條件下傳統(tǒng)的SISO系統(tǒng)的4倍，我們將這四個數據流分別標記為a、b、cNd，這些數據流會在通信系統(tǒng)中進行空間疊加再傳遞至接收端，此時的a、b、c、d則變?yōu)閣a+xb+yc+zd，其中x，y，w、z代表的是四個數據流所對應天線上的信道變化，與此同時，接收端可通過數學中線性代數等方式來解出a、b、c、d的原始值，這便是空間復用技術的應用流程。該技術在M1MO技術中的應用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在可不降低通信系統(tǒng)中鏈路穩(wěn)定性的前提下增強頻譜利用效率，因此該技術也被廣泛地應用在5G室內分布系統(tǒng)的實際應用中，并取得了良好的應用成效。

3.5實踐應用

MIMO技術是5G技術中應用非常廣泛地一項技術形式，從傳統(tǒng)的4G到現(xiàn)代科技發(fā)展中應運而生的5G，信號發(fā)射端所支持的信息流數量也Ak4G時期的2流、4N、8流增加至5G時期的16流、24流，與之相對應的接收端也從4G時期的1流、2流增加至5G時期的4流、8流。MIMO技術在5G室內分布系統(tǒng)建設的實踐應用中，通常會采用2T2R雙流形式或4T4R四流形式進行建設，對于一些對通信環(huán)境具有高容量要求的場景中，技術人員可優(yōu)先選擇MIMO技術中的四流方式參與5G分布系統(tǒng)的建設。

4結語

雖然就目前而言國內的5G室內分布系統(tǒng)的建設還未處于成熟階段，且MIMO技術應用范圍相對有限，但不可否認的是5G建設已然成為未來幾年的重要發(fā)展趨勢，NMIMO技術也定然會在5G室內分布系統(tǒng)中發(fā)揮極為重要的作用，這是5G通信時代帶給人們的改變，相信這種改變會使得人們的生活品質實現(xiàn)質的飛躍。