5G手機信號放大器室內覆蓋方案

室內場(chǎng)景的應用是5G業(yè)務(wù)的主戰場(chǎng)，據預測5G時(shí)代約85%的業(yè)務(wù)流量將發(fā)生在室內場(chǎng)景，室內覆蓋的好壞直接關(guān)系到5G的應用體驗，今天我們聊一聊5G時(shí)代的信號放大器室內覆蓋怎么建設。

我們先從最簡(jiǎn)單的開(kāi)始，比如說(shuō)覆蓋簡(jiǎn)單的居民樓。

有小伙伴這樣想，在房子里面專(zhuān)門(mén)部署一個(gè)基站?？梢詥?這種辦法當然可以，但……太費錢(qián)!

那么有沒(méi)有更省錢(qián)的辦法?

可不可以用室外的基站來(lái)覆蓋這個(gè)房子，這種方式更節省成本，也能滿(mǎn)足用戶(hù)的需要。

這種方式就是室外基站覆蓋室內，顧名思義是通過(guò)室外的基站來(lái)兼顧對室內的覆蓋。在5G網(wǎng)絡(luò )建設的初期，這種方案由于網(wǎng)絡(luò )建設快，投資成本低，受到運營(yíng)商的青睞。

那對于高樓大廈的室內覆蓋，是不是也可以直接用這種方式呢?

4G宏站的無(wú)源天線(xiàn)只有一個(gè)波束，水平波瓣很寬，垂直波瓣比較窄，通過(guò)下傾角來(lái)滿(mǎn)足水平覆蓋，導致高層建筑的信號較差，無(wú)法滿(mǎn)足高樓覆蓋的要求。

5G引入Massive MIMO技術(shù)，宏站具有了波束賦形能力，由于運營(yíng)商普遍采用水平7/8個(gè)波束配置，雖然水平方向覆蓋達到了最優(yōu)，但是在垂直方向覆蓋有限，還是無(wú)法滿(mǎn)足高樓覆蓋需求。此外高樓大廈復雜的墻體結構會(huì )削弱室外基站信號。5G時(shí)代，容量、時(shí)延、可靠性有了更高的要求，室外基站覆蓋室內方案遇到高樓大廈就顯得力不從心。

那么室外基站對于高樓大廈是不是徹底無(wú)能為力了呢?

簡(jiǎn)單的室外基站覆蓋當然不行了。中興通訊針對這種問(wèn)題，推出了一種SSB 1+X方案，通過(guò)創(chuàng )新型立體覆蓋來(lái)提升宏站對高層樓宇覆蓋能力，關(guān)于SSB 1+X方案的介紹，請參見(jiàn)：

SSB 1+X：不管你站得多高，都讓你的手機信號滿(mǎn)滿(mǎn)!

除此之外，對于大型樓宇我們還有沒(méi)有其他的覆蓋辦法?

機智的小伙伴可能會(huì )想，既然信號被墻壁削弱了，那我們就把信號引進(jìn)來(lái)，問(wèn)題不就解決了。

怎么引過(guò)來(lái)呢?我們知道無(wú)線(xiàn)信號是由天線(xiàn)發(fā)送接收的，如果我們在室內部署上天線(xiàn)，信號不就進(jìn)來(lái)了嗎。

這實(shí)際上就是DAS(Distributed Antenna System，分布式天線(xiàn)系統)的思路，通過(guò)耦合器、功分器、合路器等無(wú)源器件對RRU的射頻信號進(jìn)行分路傳輸，將信號盡可能平均分配至每一副天線(xiàn)上，從而實(shí)現室內信號的均勻分布覆蓋。

其實(shí)DAS方式在2G/3G中已經(jīng)大量使用，技術(shù)的成熟度也高，但到了5G時(shí)代，面對5G大容量需求，卻顯得有些捉襟見(jiàn)肘?？赡苡行』锇椴灰詾槿?，認為增加容量不就是多加一些天線(xiàn)的事情嗎?原先一副天線(xiàn)不能滿(mǎn)足的，現在再增加一副天線(xiàn)不就解決問(wèn)題了嗎?

想法是美好的，但現實(shí)卻是殘酷的!這種改造實(shí)際建設時(shí)成本比較高，難度比較大。

那么有沒(méi)有對現有DAS系統不用改動(dòng)或者少改動(dòng)就可以提高網(wǎng)絡(luò )容量的方法?我們既要馬兒跑，又要馬兒不吃草!然而還真有這么一種改造思路，這就是中興通訊推出的多通道聯(lián)合收發(fā)方案。

這種思路也不是憑空而來(lái)，我們舉個(gè)工作中的例子。

如果辦公室的電腦顯示器尺寸比較小，而且一時(shí)也沒(méi)有采購大屏顯示器的預算，于是有小伙伴會(huì )用兩個(gè)顯示器組成雙屏來(lái)辦公，辦公效率大大提升。

和這個(gè)類(lèi)似，多通道聯(lián)合收發(fā)方案利用一個(gè)或多個(gè)RRU的不同通道，把DAS分布式系統的多個(gè)收發(fā)節點(diǎn)聯(lián)合起來(lái)構建一個(gè)更多維度的多天線(xiàn)收發(fā)系統，實(shí)現上/下行更多流MIMO傳輸，提升系統容量。

簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，之前的天線(xiàn)一個(gè)個(gè)是獨立的給用戶(hù)收發(fā)數據，現在把幾個(gè)天線(xiàn)聯(lián)合起來(lái)給用戶(hù)收發(fā)數據。

這種多通道聯(lián)合收發(fā)方案不用改變傳統DAS系統網(wǎng)絡(luò )架構，避免了DAS系統改造工作量大、成本高、站點(diǎn)資源協(xié)調困難等問(wèn)題，僅僅通過(guò)軟件版本的部署即可快速實(shí)現傳統DAS網(wǎng)絡(luò )的性能的提升，并且可以兼容現有5G 終端，對于終端沒(méi)有任何限制。

DAS系統有了多通道聯(lián)合收發(fā)方案的加持是不是就可以完美的解決所有的5G室內覆蓋的問(wèn)題?

其實(shí)還存在一個(gè)難點(diǎn)，4G的DAS網(wǎng)絡(luò )的無(wú)源器件僅能支持sub 3G 頻段，面對5G高頻網(wǎng)絡(luò )(sub 6G等)就束手無(wú)策了。

那還有沒(méi)有其他的方法來(lái)提升室內覆蓋?

對于小型樓宇專(zhuān)門(mén)部署基站顯然是投入產(chǎn)出不高，但是在一些大型場(chǎng)景如交通樞紐、體育場(chǎng)館、摩天大樓等，投入和產(chǎn)出的天平發(fā)生了傾斜。我們可以拾回前面的思路，考慮為這些大型場(chǎng)景專(zhuān)門(mén)部署室內基站，這就是有源數字室分方案。

有源數字室分采用基帶單元(BBU)-匯聚單元(PBridge)-射頻單元(Pico RRU)三級架構。和室外宏站的區別是多了匯聚單元，RRU變成了Pico RRU。Pico RRU的體積更小，部署更方便，容量大，配置靈活，因此有源室分方案成為了大容量，優(yōu)體驗的高價(jià)值區域的首選方案。

有源數字室分方案在4G時(shí)代已經(jīng)廣泛應用了，為了能在5G時(shí)代大有作為，有源數字室分方案面臨著(zhù)三大問(wèn)題需要解決。

降低成本

成本是室內覆蓋建設考慮的重要因素之一，如果一套室內覆蓋方案成本過(guò)高，就會(huì )讓運營(yíng)商望而卻步。

Pico RRU是有源數字室分主要的成本構成，Pico RRU頻段和通道數越多，成本越高。因此降低的成本關(guān)鍵在于降低網(wǎng)絡(luò )中Pico RRU 的成本?？紤]到不同室內覆蓋場(chǎng)景的容量需求差異大，導致對Pico RRU的頻段和通道需求差異大，如果采用單一的產(chǎn)品配置，顯然滿(mǎn)足不了室內覆蓋的需要，因此可以通過(guò)細分場(chǎng)景，按需配置相應產(chǎn)品和方案來(lái)實(shí)現最精準的投資。

除此之外還有個(gè)思路是共建共享。多家運營(yíng)商共享室分系統，不僅可以分攤5G網(wǎng)絡(luò )建網(wǎng)成本，減少資源浪費，還可以增加頻譜帶寬，提升用戶(hù)體驗。

高效運維

有源數字室分方案由于Pico RRU高集成度、高發(fā)射功率、數量多的特點(diǎn)，面臨著(zhù)運維和設備能耗管理的考驗。5G時(shí)代，有源數字室分通過(guò)可視化管理和智能化節能來(lái)解決這一難題。

可視化管理就是通過(guò)生成建筑物模型，按樓層直觀(guān)展示Pico RRU的部署位置信息，同時(shí)以Pico RRU單元為粒度生成性能數據，并給出針對性的網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化建議。

智能化節能就是借助AI和大數據技術(shù)，在保證網(wǎng)絡(luò )KPI的基礎上，使節能效果最大化，實(shí)現能耗與性能的最佳平衡。

擴展新業(yè)務(wù)

運營(yíng)商希望有源數字室分系統能夠挖掘網(wǎng)絡(luò )潛力，開(kāi)放網(wǎng)絡(luò )能力，擴展新業(yè)務(wù)。對此有源數字室分系統又有哪些應對措施呢?這就要結合MEC移動(dòng)邊緣計算能力，可以進(jìn)一步優(yōu)化業(yè)務(wù)體驗，使能增值業(yè)務(wù)，開(kāi)放網(wǎng)絡(luò )能力，提供定制化的服務(wù)。

解決了這三大問(wèn)題，有源數字室分方案如虎添翼，在5G時(shí)代將會(huì )大放異彩.

最后我們回顧一下，現有的室內覆蓋方案主要分為3種：室外基站覆蓋室內、傳統無(wú)源DAS和有源數字室分。