王書華

（日海恒聯(lián)通信技術(shù)有限公司，河南 鄭州 450000）

0 引 言

隨著5G時代的到來，5G網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)特點與設(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，應(yīng)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。隨著我國移動互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，連接到移動網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備數(shù)量也有所增加，這就導(dǎo)致移動數(shù)據(jù)的流量需求呈逐年上升趨勢，在一定程度上給網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行帶來了挑戰(zhàn)。

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。現(xiàn)階段各運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)制式存在著差異，而未來網(wǎng)絡(luò)勢必形成多網(wǎng)并存的移動網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，想要有效提高網(wǎng)絡(luò)容量，需要在新網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的同時充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源。此外，由于5G頻段相對較高，將會導(dǎo)致傳播過程中的損耗過大。利用室外宏基站覆蓋室內(nèi)時，將會造成室內(nèi)弱覆蓋區(qū)域較多，難以滿足深度覆蓋需求?；诖耍瑧?yīng)建設(shè)完善的室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體系，進(jìn)而滿足室內(nèi)業(yè)務(wù)需求[1]。

1 室內(nèi)分布系統(tǒng)

1.1 射頻無源分布系統(tǒng)

射頻無源分布系統(tǒng)的信源分路是依靠無源器件來實現(xiàn)，信號可以直接分散在室內(nèi)天線上，促使室內(nèi)信號直接覆蓋整座建筑物。射頻無源分布系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 射頻無源分布系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.2 光纖分布系統(tǒng)

光纖分布系統(tǒng)主要是將信號通過光纖傳播到建筑物的各個角落。光纖傳輸?shù)臄?shù)字信號經(jīng)過接收后需要轉(zhuǎn)化為射頻信號，射頻信號被天線接收，覆蓋建筑物的各個角落。光纖分布系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 光纖分布系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.3 微功率分布系統(tǒng)

相關(guān)研究顯示，5G時代中將有超過85%的通信業(yè)務(wù)發(fā)生在室內(nèi)，而室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)好壞影響著5G用戶的網(wǎng)絡(luò)性能體驗。5G信號傳播損耗和墻體穿透損耗高于4G信號，繞射能力低于4G信號，需要配備專門的微功率分布系統(tǒng)。微功率分布式基站如圖3所示。

圖3 微功率分布式基站

2 5G時代室內(nèi)分布系統(tǒng)現(xiàn)狀

5G室內(nèi)覆蓋建設(shè)主要包含傳統(tǒng)分布式天線系統(tǒng)（Distributed Antenna System，DAS）、擴(kuò)展型皮基站、分布式皮基站、隧道漏纜系統(tǒng)以及光纖分布系統(tǒng)等方式，目前運(yùn)用較多的是傳統(tǒng)DAS方式。中國移動擁有大量的4G存量室內(nèi)覆蓋基站，室內(nèi)覆蓋建設(shè)主要以傳統(tǒng)DAS為主[2]?；诰W(wǎng)絡(luò)室分改造的5G室內(nèi)覆蓋建設(shè)面臨很多問題，需要對其性能進(jìn)行詳細(xì)分析。

在2G和3G時代，DAS因其產(chǎn)業(yè)鏈成熟、價格適中而倍受電信運(yùn)營商的青睞，主要提供語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。由于數(shù)據(jù)服務(wù)的業(yè)務(wù)規(guī)模很小，因此單路DAS能夠滿足用戶的實際需要。在4G時代，用戶服務(wù)逐漸向數(shù)據(jù)服務(wù)轉(zhuǎn)變。由于采用了無限流量分組，單路DAS難以滿足高業(yè)務(wù)要求，因此必須擴(kuò)大其容量。將單路DAS向雙路DAS轉(zhuǎn)換不僅是一項復(fù)雜的工作，同時鏈路不均衡也會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能不穩(wěn)定。在5G DAS室分建設(shè)中，應(yīng)從源支持能力、饋線損耗差異、被動設(shè)備容量3個方面進(jìn)行分析。在實際應(yīng)用中，DAS主要采用單路和雙路方式，主要應(yīng)用在中、低流量場合。DAS內(nèi)部分配系統(tǒng)因其自身的限制，僅適用于某些低頻情況，對其在5G網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用提出了新的要求。

3 5G時代室內(nèi)分布系統(tǒng)存在的問題

3.1 建設(shè)難度大

由于傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)工程較為復(fù)雜，需要安裝和調(diào)整大量的無源器件。安裝無源器件過程復(fù)雜，增加了工程建設(shè)的難度，容易導(dǎo)致系統(tǒng)故障。與此同時，在新建節(jié)點安裝過程中需要占據(jù)大量空間，再加上不同器件的老化程度不同，讓升級改造工作很難開展，難以滿足大規(guī)模多輸入多輸出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）技術(shù)的要求[3]。

3.2 改造難度大

在對現(xiàn)有的室內(nèi)分布系統(tǒng)進(jìn)行雙路改造時，所更換或設(shè)置的點位相對較多，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，施工時所選擇的工藝存在不同，難以確保長期演進(jìn)技術(shù)（Long Term Evolution，LTE）雙路平衡，導(dǎo)致出現(xiàn)性能問題。

3.3 現(xiàn)有器件無法實現(xiàn)高頻投射

目前，我國室內(nèi)分布系統(tǒng)中無源器件對于3 GHz以上的頻段無法正常使用。在同軸電纜傳輸中，一旦出現(xiàn)頻段升高的情況，整個系統(tǒng)便無法繼續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，損耗幅度也會進(jìn)一步提升。尤其是對于3.5 GHz以上的頻段，同軸電纜在工程上基本無法得到應(yīng)用?；诖?，已經(jīng)有部分廠家開始推出新的管線分布系統(tǒng)，但其本質(zhì)并沒有改變，系統(tǒng)演進(jìn)未得到真正改善。

3.4 故障排除難度大

實際施工過程涉及很多安裝器件，施工工序較為復(fù)雜。在故障排除過程中，由于無源元件不能隨時監(jiān)控，這時就需要用戶配合來進(jìn)行一系列常規(guī)檢查。在小型室內(nèi)分布系統(tǒng)的施工過程中，可以通過常規(guī)檢查發(fā)現(xiàn)問題并快速解決。但大型室內(nèi)分布系統(tǒng)施工煩瑣、建筑物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要大量的人力物力來保證故障排除的全面開展。

3.5 可靠性低

由于室內(nèi)分布系統(tǒng)由眾多器件所連接，難以進(jìn)行實時監(jiān)控。當(dāng)某一節(jié)點出現(xiàn)故障時，將會導(dǎo)致整個線路難以正常運(yùn)行，一般情況需要通過人工方式尋找問題所在。對于一些大型的室內(nèi)分布站點來說，通過人工方式很難進(jìn)行全面排查，特別是一些隱蔽工程出現(xiàn)問題時很難被發(fā)現(xiàn)。系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，通常要投入大量的人力和物力，這會直接增加網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營成本。此外，僅依靠人工排查的方式解決故障所需的時間相對較長，難以提升無源分布系統(tǒng)的可靠性[4]。

4 5G室內(nèi)分布系統(tǒng)的優(yōu)勢

4.1 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，同時還會受到多種因素的影響，因此通常會通過固定的分配方式將有限的資源輸送給無線電部門，這在一定程度上導(dǎo)致頻譜資源分布不均，同時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，5G技術(shù)分布系統(tǒng)的建設(shè)還能拓寬頻譜資源的應(yīng)用范圍，使人們的關(guān)注點從低頻段延伸到更高頻段，這對現(xiàn)階段擴(kuò)大移動通信容量、提升移動通信速度、完善室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)非常有益。

4.2 運(yùn)營維護(hù)智能化

室內(nèi)分布系統(tǒng)需要具備可視化運(yùn)維的能力，室內(nèi)覆蓋設(shè)備各級節(jié)點可監(jiān)控，一旦出現(xiàn)異常，就會發(fā)出警報。設(shè)置能力開放，可以為第三方用戶提供多種應(yīng)用界面。此外，實現(xiàn)室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥B接可視化，性能指標(biāo)精細(xì)化[5]。

4.3 系統(tǒng)功能更強(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。隨著5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起，為室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計奠定了基礎(chǔ)，可以很好地滿足用戶的生活需求，同時拓寬互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的業(yè)務(wù)渠道[6]。

4.4 綜合成本最優(yōu)化

針對不同的室內(nèi)分配系統(tǒng)，運(yùn)營商必須綜合考慮場景的價值和總的所有權(quán)成本，以確定最佳的方案[7]。在4G時代，電信運(yùn)營商的電力費用在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行費用中占據(jù)很大比例。隨著5G帶寬的提高，相應(yīng)的設(shè)備功耗也隨之提高，采用室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能效果的優(yōu)化，達(dá)到綜合成本最優(yōu)化。

5 5G時代室內(nèi)分布系統(tǒng)發(fā)展方向

5.1 運(yùn)營可視化和數(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，設(shè)備設(shè)施趨向于大型化和密集化，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)，能夠全面實時監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)營狀況，便于第一時刻發(fā)現(xiàn)故障并清除故障[8-10]。同時，在建設(shè)室內(nèi)分布系統(tǒng)時還可以引入數(shù)字化元素，讓設(shè)備能夠自行檢測和修復(fù)，提高用戶的使用效率。

5.2 優(yōu)化5G室內(nèi)分布系統(tǒng)的接入方式

通常情況下，1個用戶單元存在著多個智能終端設(shè)備，安裝人員需要通過建設(shè)5G基站的方式優(yōu)化下一代中心機(jī)房，讓用戶的智能終端直接接收信號[11]。由于升級路由單元和優(yōu)化室內(nèi)Wi-Fi接入點的要求較高，施工周期相對較長，施工難度較大，因此安裝人員需要根據(jù)現(xiàn)階段室內(nèi)覆蓋方式來完善室內(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)。

6 結(jié) 論

隨著5G網(wǎng)絡(luò)的不斷普及與發(fā)展，其在推動社會各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中發(fā)揮積極作用。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)。要想擴(kuò)大5G信號的應(yīng)用范圍，將其深入融合到自動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5G室內(nèi)分布系統(tǒng)的研究。