试析5G室内覆盖系统建设方案

来源 :中国新通信·理论版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:eqsd521
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  摘 要:笔者结合多年工作经验,对5G室内覆盖系统建设方案进行分析和探讨,首先介绍5G室内覆盖设计的原则和主要内容,然后阐述5G室内覆盖系统建设技术要点,最后重点分析5G 室内覆盖系统建设方案,希望給相关的专业人员提供借鉴和参考。
  关键词:5G;室内覆盖系统;建设方案
  前言
  5G即第五代移动通信技术,是4G系统之后的技术更迭与创新。在4G系统全面商用以及移动数据需求爆炸式增长的驱动下,5G毫无疑问的成为了全世界移动通信网络建设的重点与热点。在5G技术发展的世界潮流中,我国独占鳌头,无论是专利获取量还是市场占有率都居于前列,在该领域拥有较大的话语权,取得的成就更是令世界瞩目。 鉴于此,在当前形势下对5G的室内覆盖系统进行研究是十分有意义的。对于我国未来5G通信的普及和在该领域继续保持领先地位有直接价值。
  一、5G 室内覆盖设计原则
  分布式天线系统作为传统室内分布建设的主要方式,在覆盖能力方面有其独特的优势,但同时也存在容量有限、部署难度大等问题。针对这一问题,目前只能通过创建新型组网方式来解决。结合当前技术水平和设计与建设成本以及实际需求等因素,笔者认为5G室内覆盖应该具有以下特点:(1)灵活部署。传统的室内网络覆盖方式具有十分明显的局限性,它不能够适应未来室内通信的需求。因此,要启用新的技术打破这种局限性,建立起灵活的部署方式。以满足用户不同场景下的通信需求。(2)前瞻性。由于通信技术发展相对缓慢,且5G技术已经几乎囊括了目前所有关于通信的新技术,因此可以预测在未来一段较长的时间内很难有新的技术取代5G。那么就要求现行的5G室内覆盖能够满足未来一段时间内的所有用户需求。简言之就是要具有前瞻性。(3)高效性,在追求效率的同时兼顾经济效益,把控网络建设成本和运维成本。
  二、5G室内覆盖系统建设的主要内容
  在不久的将来,移动通信技术会逐步渗入到社会的各行各业、生活的方方面面。用户的生活、工作以及休闲娱乐无一不受到该技术最直接的影响,甚至其对城市建设也大有裨益,已然成为一些行业的重要技术支撑。其不仅方便了人们的生活,同时也搭建了人与人之间更为高效的沟通桥梁,提高了生活质量,极大提升人们生活的幸福感。可以设想,5G技术的商用和普及必是大势所趋,而实现商场、校园、公共基础设施等重要区域的第五代移动通信的完全覆盖指日可待。
  与4G技术一样,室内覆盖仍会是5G技术未来业务的主体部分。5G 技术室内覆盖工程中的首要目标是要确保建设质量达标。为此,需要采用各种方法降低其在传递过程中会产生的介质耗损以及减少空间缩短。这也是5G技术覆盖的重点研究方向。归根究底,技术是为人类与社会服务,良好的室内覆盖效果与舒适的用户体验才能促使网络覆盖技术在科学化、系统化的优化道路上不断前行。
  当下,4G技术主要采取分布式天线系统的室内覆盖方式,令人唏嘘的是由于该种覆盖方式在部署、容量增长等方面的致命缺陷,很难与5G技术的发展相匹配。为了5G技术的顺利覆盖,必须创建与之相匹配的组网方式。除了需要构建新的组网方式之外,同时也要注意建设成本及效率的问题,要在保证工作质量的前提下,进一步提升工作效率,降低建设成本。除此之外,在逐步扩大覆盖范围的过程中,还要注意系统的容量问题,要充分结合用户的实际需求,建设与之相符合的室内覆盖系统。夯实5G室内覆盖技术的基础,采用新技术、新设备,为5G建设保驾护航。
  三、5G室内覆盖系统建设技术要点
  相对于4G,5G室内覆盖网络有了明显的差异,室内覆盖的可用频段(工信部分配)分别如下:(1)3300-3400MHz,中国电信、中国联通、中国广电可共同使用。(2)3400MHz-3500MHz,中国电信使用。(3)3500MHz-3600MHz,中国联通使用。不仅如此,在利用存量频段方面也大相径庭。所以,技术人员的工作内容也发生了相应的改变:在建设系统方面,首先要解决同频干扰的问题。使用户能够准确接收到相应的信号。控制好室内具体的覆盖频段,明晰主力频段也对该问题的解决有所帮助。另外,在网络检测方面,则是需要收集各类设备产品的数据信息,利用大数据技术对其进行深入分析,降低信号在传输过程中的损耗。
  四、5G 室内覆盖方式
  目前有三种系统能够进行5G室内覆盖的网络部署,下面分别进行介绍:
  (一)传统室内分布系统
  据2017 年 11 月工信部颁布的关于5G移动通信系统所使用频段问题的文件中明确指出,3300-3400MHz频段只能够在室内使用。这一规定大大提升了扩大现有室分系统的5G容量的难度。
  部署5G的传统天馈系统,馈线的需求量并不一定就比4G系统要多,天线点位确实要增加。因此,必须要建立新的覆盖方式。上表数据显示,当采用的频率在3300-3400MHz之间时,1/2" 馈线传输损耗较大,达到了15dB/100m。这一损耗量几乎达到了7/8" 馈线的两倍。5G在频段损耗这一点,与2G、3G、4G相比,数额相差甚大。
  5G部署需要较多馈线且馈线损耗速度较快,对于相关设施的损耗较大,在传输过程中若遇到障碍物,信号频率也会被大幅削弱,这极大地增加了管理和部署的难度。即便发射功率相同的信号,所需5G天线的数量却增加了近一倍,布线的节点也会更多。
  5G 分布系统的形式并不局限于某一种,单通道和MIMO 方式均可,但是二者存在不小的区别。5G 单通道室分,不能够使用 MIMO 技术,信号直接通过耦合器、馈线传输至天线。5G 双路 MIMO 室分,支持 2×2MIMO,能够实现信号的双通道同时传输,数据传递速率是单通道室无法比拟,但同时其部署也更为困难。
  如果5G 4×4MIMO 网络及更多 MIMO 网络想要以传统的室内分布覆盖方式建造,则需要花费高昂的成本来建造多链路,与此同时还需要充足的室内空间,显而易见,这些都是很难实现的。
  (二)数字化室内分布系统
  参照图1所示, 数字化室内分布系统为了能够让双通道 MIMO 完全发挥作用,使用网线或光纤将各通道的信号合并同时输出,然后在末端按照功率的不同将之分类后单独输出。
  与传统室内分布系统相比,数字化室内分布系统的优势主要体现在以下两点:第一,实现MIMO网络的一站式部署,数字化室内分布系统能够直接在其原有的线路上进行升级改造,无需重新增设其他通道。第二,能够根据用户的实际需求和宽带的类别,在传输终端将信号进行分类,极大地降低了实施的难度与成本。
  (三)5G 固定无线接入
  分布系统内的天线单元需要进行不定时的更换,有时甚至还会对整个系统内部进行较大幅度的调整。这不但增加施工的难度,同时也无法提升部署的速度。这也严重阻碍了5G技术的全面覆盖。
  室内路由单元和家庭信号接收单元是构成一个家庭基站的两大要素,缺一不可,二者相互联系,共同作用。因为室外5G站点的信号需要依靠安装在窗户周围的家庭信号接收单元接收,而想要完成后续工作,使信号完整覆盖到室内的每个角落,则需要室内路由单元分配信号。
  5G固定无线接入方式不但可以作为光纤入户最后500米的优选替代,更为重要的是,该种部署方式操作简便,所需时间短。
  结语
  综上所述,5G问题是全世界都关注的焦点,5G新技术也如雨后春笋般不断涌现。但从目前来看大部分技术仍处于测试摸索阶段。所以行业内到目前为止都没有找到关于5G室内覆盖的最佳方案,工信部也还没指定相应的行业标准。但是可以预见,在不久的将来该领域的发展将会日渐成熟。5G技术将会离我们更近,我们的生活也会因此变得更加便捷、美好。
  参考文献:
  [1]马颖,史辛宁,程日涛. 5G室内覆盖解决方案研究[A]. TD产业联盟、《移动通信》杂志社.5G网络创新研讨会(2019)论文集[C].TD产业联盟、《移动通信》杂志社:,2019:4.
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