关于室内信号覆盖最优方案的评估与分析

发表时间:2020/9/8   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:苏琦
[导读] 摘要:伴随5G技术的发展,室内通信覆盖已面临新的挑战。
        中国铁塔股份有限公司天津市分公司  天津  300010
        摘要:伴随5G技术的发展,室内通信覆盖已面临新的挑战。未来5G应用将越来越多发生在室内,为满足楼宇内的通信覆盖需求,室内分布技术方案更加丰富、多样,如何结合覆盖场景选择最优的建设方案是目前面临的重要课题。通过对容量、投资、运营成本、维护、覆盖效果等多维度分析,准确选取最优的5G室分技术方案,满足室内5G应用需求。
        一、概述
        传统通信室内分布系统是对无线信号覆盖的有效补充,以满足建筑物内用户对移动通信网络的需求。随着5G时代的来临,室内是5G网络的主要应用场景,同时,5G室内应用更加多样化,完善的5G室内覆盖对未来5G网络的发展至关重要。
        本文就5G室分建设面临的问题,根据具体场景研究讨论了选取最优的解决方案,为后期5G网络部署带来一定的参考。
        二、5G室分发展现状及趋势
        1.发展现状
        5G单站投资约为4G数倍。高频组网传播损耗与穿透损耗大,室外覆盖室内难;室内场景的隔断构造与用户的流动性,使室内网络容量呈现潮汐现象与区域负荷不均;5G室分更多是在已覆盖的2/3/4G存量场景改建,不仅工程实施上存在困难,也存在入场成本高、入场难等问题[1]。
        当前阶段运营商4G策略由规模经营转由价值经营,总体投资下降,规模建设停止。运营商5G建设策略受限于投资收益,采取建设不冒进、目标同城竞对的网络覆盖策略。
        2.发展趋势
        未来5G网络不仅是通信的网络,更是作为物联社会的底层网络,连接各行各业。5G的三大应用场景为增强型移动宽带、低时延高可靠通信、海量物联网通信。随着未来移动数据的剧烈增长,传统无源DAS系统难以平滑演进至5G,面临工程建设难度大、升级改造困难;故障排查难度大及高频损耗大难以实施的困难[2]。
        综合以上室分发展面临的痛点,如何选取高性价比的5G室内覆盖方案,在5G室分建设中显得尤为重要。
        三、5G室分建设主流方案
        1.无源DAS系统
        无源DAS系统采用大功率分布式基站(RRU)做信源,射频信号通过无源器件进行分路,经由馈线将信号分配到每一副分散安装在建筑物各个区域的天线上,对楼宇平层、分区等进行无线网络覆盖,解决室内无线通信问题。
        2.有源微站系统
        有源微站在4G时代作为无源室分的补充,主要应用于业务需求大的场景,5G时代仍然适用于此类场景。在容量演进、可视管理、易部署等方面更容易支持5G演进,可以实现末端监控、小区容量灵活分配、快速扩容等,但与此同时,也为工程建设带来了成本高,投资大;能耗高,运维压力大;不易共建共享的难点。
        3.室分外引系统
        室分外引系统采用大中功率基站做信源,通过少量馈线、无源器件将功率分配至安装于建筑物楼顶的射灯天线、室外板状天线等,采用对打方式,将无线信号由室外天线覆盖至室内。室分外引系统是无源室分系统的一种特殊形式。
        4.漏缆分布系统
        漏泄同轴电缆又称漏缆,是一种特殊的同轴电缆,其外导体上开有周期性槽孔,是具有馈线和天线双重功能的同轴电缆的统称。
        地铁和高铁隧道多采用13/8漏缆,不支持3.5GHz频段。铁塔公司推出了新型1-1/4"漏缆泄漏电缆,着重优化5G高频段辐射性能,实现了5G与4G同等覆盖距离,并可支持800-3700MHz全频段接入,最大化实现共享、降低建设成本[3]。
        广角漏缆通过特殊的槽孔设计工艺,信号辐射角度比普通漏缆大幅增加(约增加至170°)。广角漏缆支持800-3700MHz全频段信号接入,可大幅降低无源器件及天线的使用数量,从而减少系统硬件故障点[3]。
        四、分场景覆盖方案
        室内分布系统的建设主要是解决建筑物内的覆盖,根据建筑物结构、功能、用户行为、容量需求等因素将建筑物细化为多个功能区。结合功能区场景差异化特点制定最优的设计方案。
        表1:差异化覆盖策略
       
        方案的选择应优先根据建筑物的功能、面积等估算目标场景的容量需求,特殊场景也可叠加用户行为及用户价值等因素,将场景按照容量需求进行分类。再对比适用容量场景下可选用的覆盖方案,根据场景的结构特点、业务特征、现场条件及功能分区,进一步筛选合适的分布方案。最后对比方案的特性、投资效益、可扩容性等,制定出最优的覆盖方案。
        五、总结
        由于不同建筑物结构、功能、覆盖需求、业务特征等各不相同,室内覆盖方案也各有特点及优势,因此对建筑楼宇进行5G室分网络覆盖时,需针对各场景特点综合选取最优方案进行部署,同一栋建筑也应识别不同的功能区选取不同的方案进行建设,只有灵活运用各种技术手段,才能使达到最优的覆盖效果。
        为了建设高品质、低成本的5G室内覆盖网络,最大程度的发挥铁塔公司共建共享优势,铁塔公司一直致力于室内共建共享覆盖相关产品及解决方案的研究工作。结合各运营商5G频谱分配及网络需求情况,研发了支持共建共享型5G无源共享型室分系列产品,满足多样化场景覆盖需求,为5G室内覆盖网络的部署提供了坚实保障。
        参考文献
        [1]丁超,姚利民. 5G时代室内覆盖解决方案研究[J].广东通信技术,2019(8)
        [2]张振,张英孔,王二军. 5G移动通信室内覆盖解决方案研究[J].电信工程技术与标准化,2019(10)
        [3]中国铁塔股份有限公司.《中国铁塔 5G 无源室分技术指导意见(V1.0)》,2020.3
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