吴健顺
摘要：大部分5G业务发生在室内场景，若要保证5G网络稳定发展，则需要建设完善的5G室内分布系统。相较于4G网络，5G网络系统的室内分布系统建设成本更高，会受到资源不足等问题的限制，所以需要制定相关低成本建设方案来宾现低耗能5G室内分布系统建设。新建5G网络的双流或四流建设周期较长，难以进行大规模建设。
关键词：5G；
室内分布系统；
低成本建设
中图法分类号：TN929 文献标识码：A
５Ｇ 室内分布系统的成本损耗增加主要体现在频谱、空间损耗和建筑穿透方面，在相同覆盖情况下，５Ｇ需要以更多的信源和设备来作为系统运行基础。另外，现网的无源器件未对５Ｇ 高频进行针对性设计工作，致使现在的分布系统无法与５Ｇ 系统进行良好的兼容，使得５Ｇ 室内分布系统改造存在困难。近年来，通过调查发现５Ｇ 室内分布建设投资的压力越来越大，很难保持后续相关建设计划的持续性。本文围绕５Ｇ 室内分布系统，对其现状进行分析，旨在探究出有效的低成本建設改造方案。
１ ５Ｇ 室内分布方法现状分析
１．１ 室外覆盖到室内方法
室外覆盖到室内方法具有较高的性价比，不但耗费的建设成本较低，而且无论在维护还是升级方面都较简单。根据网络调查结果得知，大部分居民较在意室内的节能保温功能，会选择新型材料作为墙体，忽略了信号穿透问题。信号在穿透过程中被拦截或阻碍的部分太多，导致无法达到完全性覆盖。５Ｇ 作为高频率组网进行信号传播的网络，其效果远超传统３Ｇ，４Ｇ 的传播速度和质量，最终取得的效果更好［１］ 。
１．２ 传统室内分布方法
在２１ 世纪开端，我国就开始频繁使用传统室内分布方法，这种分布方法是经过多年研究实验而形成的方法，应用范围十分广泛，拥有效果好和发展成熟的优势。
但是经过社会科技的发展，大多数传统室内分布方法已经进入后生命周期阶段，特别是部分运营商自建的信号系统。在传统室内分布中，通常对应用器件的要求在８００～２ ７００ ＭＨｚ，而５Ｇ 网络因为所需频率更高，使得馈线以及无源器件的运行消耗会出现显著增加，导致仍旧存留的部分传统室内分布方法无法满足３．５ ＧＨｚ 及更高频的改造需求。４×４ ＭＩＭＯ 的应用决定着传统室内分布系统的改革创新，如需改变馈线数量。需要４ 条馈线，会直接提高器件成本、施工成本和总体后期维护成本，在系统运行后期将无法持续进行高频演进工作，无源系统无法支持毫米波段。
１．３ 数字化室内分布方法
相比以上２ 种方法，数字化室内分布方法具备运行维护过程可视化和业务多元化的特点，但是这种分布方法的设备成本较高。当前大型通信企业在不断改革创新，推出创新型的室内分布产品，是目前解决５Ｇ 入室问题的重要方法之一。另外，需要注意的是，数字化室内分布方法有着特殊的应用条件，需要结合Ｃａｔ６Ａ 才能达到５Ｇ 室内分布建设的标准。
２ ５Ｇ 室内覆盖痛点分析
２．１ 协调存在困难，建站成本过高
在建设室内分布覆盖系统时，需要在小区或建筑内建设天馈系统，施工过程中会影响周边人员休息，外漏天线会影响到周围建筑群或室内吊顶美观，相关建设单位与物业协调的难度较大。５Ｇ 室内分布系统的频段特殊性较明显，若利用常规方案来进行信号覆盖工作，则可能得不到良好的效果，但建站点位密集又会出现建站成本过高的问题。
２．２ 弱覆盖区或盲区定位难
近年来，随着无线网络的建设与发展，我国室外无线系统化和模块的建设方案已趋于成熟。城区室外无线网络的覆盖建设工作变得简单，而且现有存量铁塔资源非常充足。若要进行室外网络覆盖工作，则仅需按照常规建设方法来建站。但在建设的过程中仍因地势等因素存在一系列问题，如弱覆盖区或盲区定位困难。在部分大型建筑物内部和密集建筑物群区域进行５Ｇ 信号覆盖工作过程中，传统的二维地图和建筑物信息无法模拟出实际信号对建筑物的穿透效果，导致传统室内覆盖建设方案点位无法得到精准信息确认，定位存在一定难度，有一定概率出现弱覆盖区域和盲区［２］ 。
２．３ 资源利用率分配不均
通过对现网资源利用情况了解得知，不同场景的资源利用率之间存在十分明显的差异。现网资源利用率较高的场景通常为校园、医院或交通枢纽等人流量较密集的场景，现网资源利用率较低的场景为住宅小区。通过对室内覆盖站点的效能调查发现，７０％的低效能站点都集中在住宅小区。
３ ５Ｇ 室内分布系统低成本建设方向
不同建筑物的结构和功能不同，致使５Ｇ 室内分布系统的建设需求也大不相同，不同的室内分布系统技术手段也有着独特的优势。因此，在进行无线信号室内分析系统过程中，需要针对不同场景的特点来选择方案，以保证方案的科学性和合理性。在面对同一栋建筑时，也需要对其进行识别，测试信号穿透效果是否相同，在不同的功能区域中选择不同的方案进行建设。只有灵活应用各种技术手段来完成室内分布系统的建设才能将覆盖效果保持在最佳水平。
３．１ 常规楼层建筑物
在５Ｇ 室内分布系统建设方案制定过程中，要重点考虑介入需求，当前运营商５ＧＮＲ 新增的主流频段为２．６ ＧＨｚ，３．５ ＧＨｚ 和３．６ ＧＨｚ。因此，在进行５Ｇ 室内分布系统建设过程中，要以运营商的需求数量作为建设基本条件，可以将其划分为２ 种建设方案，分别为单运营商和多运营商共享建设方案，具体覆盖方案要根据场景建筑结构目标和容量需求来决定。可以对建筑群体进行划分，将其分为不同的功能区，根据不同功能区的需求来制定合适的建设方案。
在面对一些热点区域时，人群数量会增加，对５Ｇ大带宽的业务需求也会随之增长。例如，在城市地铁站、车站候车厅或体育馆等区域，会优先采用有源微站的方案，以满足对高容量话务的吸收。相反，在面对一些非热点区域时，则会选择无源室分方案，以最低的成本来实现网络覆盖。对于普通的室内分布楼层或用户密度低的区域，因为超高速服务应用较少，建议优先选用无源室内分布方法进行信号覆盖，能够充分发挥出此方案整体投资少、可共享资源多和运行维护成本低等优势，将高性价比５Ｇ 网络部署理念贯彻到底。对于较特殊的住宅小区场景，可以采用立体多方案来实现低成本部署，室内平层区域采用楼间射灯天线对打方案，电梯和地下停车场可以利用无源器件和天线来实现深度覆盖，保证住宅小区在进行室内分布系统建设的过程中不会出现弱薄覆盖区和盲区。另外，也需要充分考虑运营商的特殊要求，保证资源共享率和需求匹配，形成一种最佳的平衡状态［３］ 。
３．２ 公路隧道
大多数公路隧道都为单向隧道，在隧道内设置多条行车道来规范车辆行驶。隧道的横截面半径较大且高度相比平常山洞更高。因此，在公路隧道５Ｇ 室内分布建设过程中需要考虑实际建设成本和工程实施难度。山洞隧道主要使用板状天线来进行信号覆盖工作，天线之间的距离可以根据运营商接入的不同系统和隧道弯曲程度等来进行设定，设定过程中需要以链路预算结果为标准，建议设置的天线间距在２００～３００ 米，能够确保各系统覆盖良好。对于个别需要使用定向天线来进行信号覆盖的存量公路隧道，可以以５Ｇ 部署频段和原有的覆盖天线间距信息作为依据，选择不同的改造方案，通过ＰＯＩ 或者是增益天线来对５Ｇ 系统进行部署，保证与原系统共点位。
４ ５Ｇ 室内分布系统低成本建设具体改造方案
４．１ 无源分布系统改造
目前，我国的无源分布系统能够支持的最高频段范围在２．７ ＧＨｚ 左右，恰好和中国移动５Ｇ 频段的要求相差无几。中国移动可以将高功率器件当做分布系统前端器件，再和现有的分布系统进行合路，或新增５Ｇ 室内分布系统来满足５Ｇ 覆盖需求。无源分布系统因为器件频段的限制，无法满足电信和联通的应用要求，只能在保留或拆除原有系统的前提下新增一套５Ｇ 室内分布系统。另外，无源分布系统会受到扩容方面的限制，导致在部分场景下会出现部署困难的情况。因此建议对地下停车场等纯覆盖类场景进行器件改造工作，通过合理选择前端器件来解决网点过于密集的问题，以及降低器件成本来完成５Ｇ 室内系统低成本建设［４］ 。
４．２ 微基站系统改造
微基站的特点很明显，主要负责一些小场景的网络覆盖工作，通常都是应用在补盲场景和数据热点等方面。中国移动相比其他运营商有着频段方面的优势，不需要更换新的设备和天线，就能够降低５Ｇ 室内分布系统的安装成本和材料成本，对原有的设备进行升级改造即可。在５Ｇ 频段分配方面，中国移动为２．６ＧＨｚ 和４．９ ＧＨｚ，中国电信和中国联通的频段为３．５ＧＨｚ。只通过原有设备的射频器件无法满足覆盖要求，因此需要更換新型设备，同时增加相对覆盖点位。
在面对不同场景时，需要根据场景对网络的实际需求来选择运营商，尽量以最低成本来建设室内分布系统，在满足５Ｇ 信号需求的同时实现低成本目的。
４．３ 光纤分布系统改造
光纤分布系统通常由二级或者是三级构架组成，以达到５Ｇ 室内分布系统的建设要求。光纤分布系统一般将以前的信源作为下行射频信号，在进行耦合后和单元进行连接，然后将其转换为数字信号后再进行组帧工作。经过光电转换后，通过光纤将下行射频信号传送到扩展单元或远端单元中。同时，对拓展单元或远端单元内所上传的数字信号进行转换解帧，最后解帧数据转换成上行射频信号，再传入信源中。
光纤室内分布系统通常应用于话务量较低的场景，如地下室、电梯和小区公共区域等。无论是接入单元还是远端单元在涉及３．５ ＧＨｚ 信号处理方面，都需要射频器件作为基础支持元素。若原设备的射频器件无法满足需求，则需要立即更换器件。应在进行器件更换前仔细阅读厂商技术规范书，对拓展单元的原理进行理解，根据其要求做出相关决定，避免出现器件更换错误问题，徒增额外经济损耗［５］ 。
４．４ 数字化室内分布系统改造
与传统的室内分布系统相比，数字化室内分布系统作为新型分布系统不但贴合社会发展趋势，还具有多项优势：第一，数字化室内分布系统能够灵活扩充，最大限度扩大网络容量；
第二，数字化室内分布系统能够将复杂烦琐的部署方案进行简化，加快分布系统建设速度，降低建设成本；
第三，数字化室内分布系统拥有运维可视化的特点，能够将运行状况清楚地表现出来，使得网络运维的效率得到大幅提升；
第四，数字化室内分布系统是由网线和光纤组成，不同于传统的同轴电缆，其更加方便相关人员进行安装操作，协调难度较小。相较于传统的５Ｇ 室内分布系统，这类系统更加贴合社会发展进程，通过科学化的手段来满足社会对网络的需求，能达到有效节约系统建设成本的目的。
４．５ 隧道分布改造
经过对隧道室内分布系统情况调查可知，大部分隧道室内分布系统都是采用１３／８ 英寸漏缆进行５Ｇ信号覆盖，这种漏缆传输信号的截止频率为３ ＧＨｚ，虽然能够满足中国移动的频段需求，但是无法承载中国联通和中国电信的频段要求。中国移动在不改变点位数量和位置的基础上对原有合路设备进行更换，更换后的新型合路设备将５Ｇ 系统和原有的隧道分布系统进行融合，以满足５Ｇ 信号覆盖需求。受频段和该漏缆的影响，中国电信和中国联通运营商所布置的原有隧道分布系统已经无法满足５Ｇ 覆盖需求，需要采取更小直径的漏缆来进行５Ｇ 信号覆盖工作。因为隧道分布系统带有频率损耗的问题，因此需要提升５Ｇ设备反射功率或者适当增加点位的数量来保证５Ｇ 系统的全面信号覆盖。通过不同的漏缆传输信号使得频段覆盖更广泛，整体综合损耗也能降低３～８ ｄＢ，不但能够保证末端功率强度，还能加快末端信号衰耗，缩短小区切换耗时，实现低成本运行模式［６］ 。
５ 结束语
５Ｇ 室内分布系统为我国网络发展起到了至关重要的作用，但是由于各种因素致使５Ｇ 室内分布系统建设成本过高。若要降低成本，则需从５Ｇ 系统的建设方法、建设设备和建设系统等方面进行创新改造工作。５Ｇ 室内分布系统低成本建设要从频谱、空间损耗和建筑穿透３ 个方面入手，因此运营商应当对实际场景进行考察，根据不同的需求来选择合适的５Ｇ 室内分布系统建设方法。
参考文献：
［１］ 方力诏．５Ｇ 室内分布系统低成本建设方案的研究［Ｊ］．电脑与电信，２０２２（８）：６１?６３．
［２］ 李茜，王卫，谢科，等．低成本低能耗建设５Ｇ 室内分布系统［Ｊ］．通信与信息技术，２０２２（４）：９１?９４．
［３］ 陶昕，万俊青，李益锋，等．基于射线追踪传播模型实现５Ｇ室内分布系统仿真的研究［Ｊ］．电信科学，２０２２，３８（２）：１１１?１１８．
［４］ 王庆，沙伯祥，刁兆坤，等．４Ｇ／５Ｇ 室内分布系统中边缘场强与设计功率关系研究［Ｊ］．通信世界，２０２１（２３）：４７?４９．
［５］ 罗方勤，覃德林，梁翠娇，等．５Ｇ 室内分布系统低成本建设方案的研究［Ｊ］．广西通信技术，２０２１（３）：４８?５０．
［６］ 叶健涛，陈广林，梁盛铭．基于５Ｇ 室内覆盖低成本建设方案研究［Ｊ］．广西通信技术，２０２１（１）：４６?４９．
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