试析5G室内分布低成本融合组网创新方案

发布时间：2022-01-18T07:53:25.594Z 来源：《现代电信科技》2021年第16期 作者： 徐鹏

[导读] 笔者结合多年工作经验，深入分析5G室内分布低成本融合组网创新方案，希望可以给相关专业人员提供借鉴与参考。（广西通信规划设计咨询有限公司 广西南宁 530007）

摘要：笔者结合多年工作经验，深入分析5G室内分布低成本融合组网创新方案，希望可以给相关专业人员提供借鉴与参考。 关键词：5G；室内分布；低成本；融合组网

1 5G 室内分布系统现状分析

现如今，我国的运营商为了实现室内覆盖的最大化，仍然借助传统的 DAS方式来实现有关问题的解决。传统的 DAS一般是以无源器件为主，由于发展的年限较长，因此DAS产业链已经十分成熟，不仅投资成本低，而且出现故障的概率也较小，整体系统运维十分简单易上手，还能够实现系统容量的扩增。不过由于移动业务的迅速扩张，传统 DAS的缺陷也日益凸显。

（1）工程建设存在较高的难度系数，很难对现有工程进行优化改造。传统室分系统采用往往会配备较多的无源器件，这极大程度上增加了工程建设的挑战性，再加上安设过程之中会设置许多节点，这也为日后的安全问题埋下了不少的隐患，再加上建设过程之中安设辅助设备需要和物业进行多次协调，整体的建设过程是十分具有挑战性的。此外，在双路改造 LTE 室分系统的时候，往往需要新设较多的节点，而在那些需要新设节点的位置可能并不能提供足够的空间来满足改造。再加上器件的老化速度往往有所差异，建造的工艺也参差不齐，无法确保难改造后的 LTE 双路保持平衡，而要想确保改造后的成果能够满足支持大规模 MIMO的要求更是难上加难。

（2）故障的排除与检查具备较大的难度。室内分布系统无论是在最开始安装的过程之中还是后期的维修养护的过程之中都不可避免地要与物业进行协调和沟通。而传统室分器件往往具备数量多、品种杂的特点，没有办法很好地实现对无源器件的实时监督与管控，要想发现问题只能依靠用户的投诉和定期的巡查检验。针对大型室分系统而言，即使是定期巡检也无法确保将每一个位置都检查到，这使得部分隐藏的问题很难被及时发现。此外，再加上部分楼栋会不适当改造等外界因素，排查故障位置的时候一般要耗费大量的人力与物力，甚至可能仍然一无所获，这种局面直接大幅度提升了网络运行与维护的成本。

（3）现如今传统DAS的大部分器件并不能够适配高频段。据有关数据显示，现如今传统 DAS 的无源器件能够适配的频段最高不超过2.7GHz。一旦频段超过了这个限制，有关器件往往处于无法使用的状态。同轴电缆的传输损耗和频段呈正比，这意味着频段越高，传输损耗也越高。对于超过 3.5GHz 的频段而言，传输的损耗过于巨大，以致于产生亏损，因此在工程之中鲜少会使用3.5GHz及以上的频段。 2 5G 独立组网部署推进步骤建议

由于5G投入商业使用的时间限制很紧，无论怎样在这有限的时间内，实现云化改造基础设施、部署“5G C”服务架构、处理4G与5G兼容共存的问题、网络对应系统的优化都非常困难。因此，整个行业应该共同努力来克服这个问题。

（1）在电信云建设时，基本实现了电信网络基础设施的云部署和“5GC”功能测试。对于5G独立组网过程来说，NFV技术不可或缺，它必须在5G组网之前安装。对于移动网络的关键业务，运营商可以通过一些电信设备搭建NFV平台，同时结合其他厂商的各种软硬件资源，提高了软硬件的解耦能力。采用高质量的加速策略，优化数据转发和传输能力，进一步提高信令处理的准确性。

（2）在网络方面，我们可以构建一个“中心-边缘”的两级数据中心架构。中心数据平台通常设在发达城市，如省会城市和直辖市。一般可承载全网使用的一些关键网络功能，如网管系统、运维系统、互联网出口网关等。边缘数据平台一般设置在地级市和接入点集中的城市。一般用于处理和卸载本地业务的数据流，部署边缘计算网关，搭建边缘业务平台。

（3）在核心网融合部署过程中，关键是进一步优化5G核心网支撑体系建设，实现4G网络与5G网络协同运营，利用NFV平台提高业务上线速率、增强功能灵活性、推动功能升级。在部署初期，运营商应试点推出小规模5G网络，分析其业务需求和市场规模，合理选择合适的网络组织形式，确保4G和5G核心网能够同时存在并相互协调，实现互联互通目标，建设5G综合核心网。 3 有源和无源混合组网方案

在5G混合网络中，智能室内配电单元、基带单元、蓝牙信标、远端源和路由单元为其基本架构。在实际应用中，可以使用皮基站实现远程数据源，并集成蓝牙网关。通常来说，智能室内分配天线是一种基于射频馈线和远程源连接的蓝牙信标室内分配天线。为了提高室内的定位精度，采用蓝牙信标进行辅助处理，并连接网络与远端信源。图1描述了有源和无源的实际组网图，该方案的主要特点是室内覆盖5G网络。

（1）智能运维。在图1中，远程源内部集成为蓝牙网关，智能室内分布式天线内部集成蓝牙信标。基于无源网络，蓝牙网关接收蓝牙信标发射的广播信号。如果蓝牙网关能够成功接收到广播信号，则表示无源网络可以正常运行。基于无源网络的功能，蓝牙网关还可以配置蓝牙信标的参数，为蓝牙信标的状态维护提供方便。对于蓝牙信标的供电问题，由于外部无源器件支持直流电源，远程信源可通过无源网络向室内智能分布式天线提供直流电源。

图 1 有源和无源混合方案实际组网示意

（2）覆盖率分析薄弱。根据低功耗蓝牙的室内定位功能，终端用户可以按照信令层或应用层报告网络覆盖数据ELE数据。根据RSSI信号的强度，综合判断网络覆盖数据的属性，确定室内分布式天线覆盖区域，得到室内覆盖和弱覆盖的对比结果，协助运营商全面优化网络性能。

（3）定位于室内。该方案具有多兼容性、自动定位、成本低等优点。在蓝牙的定位功能中，精度非常高，不到蓝牙信标之间距离的一半。智慧室内分布天线的放置距离通常在15m，因此定位的精度可达7m。如果定位精度需要进一步提高，则需要对方案进行升级，并增加一定数量的蓝牙信标，进一步提高精度。通过增设蓝牙信标，并且控制各个蓝牙信标间的距离为7m，那么定位的精度将提升至3m。 （4）分析人流量。因为远程信源和基站一样有通信功能，能够帮助分析室内人流量的分布。运营商可以用它来分析大数据。 （5）便于扩展。射频馈缆、智能室内分布式天线和功分器等外接于远端信源，具有宽带的特性，目前，支持0.8-3.8GHz频段的相关产品已研制成功，它们自然支持4G/3G/2G和C波段100兆赫及其他相关频段，还可以与未来市场上出现的发电系统快速兼容。

（6）灵活扩展。在扩展网络之前，此方案可以将四个远程源合并成一个小区，引导网络适应需求后，在小区分裂功能的基础上，四个远程源的速率可以提高四倍。

（7）nTnR。在5g网络的远程源中，实现4t4r的功能是可能的。其外部智能分配天线为两级天线，可实现2T2R功能，因此本方案兼有2T2R和4t4r功能。

（8）成本低。该方案有效地控制了远程源的使用，提高了室内智能分布式天线的利用率，有效地控制了整个网络建设的成本。在4个分频器的基础上，将4个远程源和8个智能分布式天线连接起来，形成1:8的混合组网方案。 4现网实际应用效果

本文提出了一种无源和有源混合网络。首先，对4G网络应用进行了测试，结果表明该结论同样适用于5g网络。由于当前网络的4G皮秒基站是一个2T2R设备，本次测试连接了外部单极化室内分布式天线，未来5g皮秒基站将采用4t4r设备，并接入外置双极化智能室内分布式天线。4G皮秒的主要内容包括扩展皮秒和分布式皮秒，它们之间有一些区别，主要体现在可以独立支持的基带单元的数量上。在本测试项目的实施过程中，选择的是扩展皮基站，并选取了办公楼的每一层对网络建设测试方案进行了评估。方案1采用纯扩展皮基站，实际组网方式；方案2采用纯扩展皮基站，估计定位精度为5-7m；方案3采用扩展皮基站+智能室内分布式天线，1:4组网，实际组网；方案4采用智能室内分布式天线+扩展皮基站，1:8组网，实际组网；方案5采用智能室内分布式天线+扩展皮基站，采用1:8进行网络组建和独立的蓝牙信标；方案6采用单通道Das进行预测分析。在这些方案中，第一、三、四、五是目前的网络建设，第二、六不是目前的网络建设，只是分析。 4.1 建网成本对比

如图2所示，对六种网络建设方案进行了规范化，并得到了成本比较分析结果。2万平方米建筑面积，以单向DAS为比较基准，纯可扩展皮基站的建设成本将提高22%左右。如果室内的定位精度设置为5m，则需要考虑加密纯扩展皮基站，建设成本提高138%。对于混合组网方案，1:4组网和组网成本分别为单向DAS的93%和83%。

结 语

综上所述，为进一步推进5g网络基础设施和业务支撑能力建设，实现全面互联的目标，运营商应进一步优化5g网络建设，加快云端网络基础设施建设，运用成熟合理的5g核心网架构，增加网络业务的范围，加快信息社会的产生和发展。 参考文献

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[4]赵喆,李惠君,孙锦. 5G网络在地铁室内分布系统中协同组网模式[A]. TD产业联盟、中国电子科技集团公司第七研究所《移动通信》杂志社.5G网络创新研讨会（2020）论文集[C].TD产业联盟、中国电子科技集团公司第七研究所《移动通信》杂志社:中国电子科技集团公司第七研究所《移动通信》杂志社,2020:5.