刘建华

摘要：针对即将到来的5G时代，如何在低成本高效率的前提下将室内分布系统由4G变更为5G是近几年来人们不断探讨的话题，本文主要围绕5G室内分布系统这一主题，从基本概述、建设方案、MIMO技术使用等方面展开讨论，为室内分布系统向5G方向发展提供了价值性的参考建议。

关键词：5G时代;室内分布系统;MIMO技术

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）05-0026-02

1基本概述

1.1室內分布系统

该系统主要是指一种将通信基站所发出的信号均匀地散布在室内空间中，确保室内空间内的各个角落都能够拥有理想化信号覆盖效果的系统，合理地利用该系统可以有效地改善室内空间的通信环境，为人们提供更加优质的通信服务。常见的室内分布系统所对应的接入方式有以下几种：第一，以宏蜂窝为主体信号源的分布系统;第二，以微蜂窝为主体信号源的分布系统;第三，以直放站为主体信号源的分布系统。

1.2 MIMO技术

MIMO技术主要是指移动通信系统在不增加带宽的前提下显著提升其频谱利用效率及容量的一种先进的技术手段。MIMO技术可在信号发送端及信号接收端建立数个独立的信号通道，并在天线单元之间保持一定的间隔，用以消除相邻天线信号之间的关联性，增加数据信息的吞吐量，提高通信系统的链路性能。根据相关数据统计结果我们可以得知，MIMO技术可以极大地提高通信系统中的频谱效率，因此该技术也被广泛地应用在5G室内分布系统的设计和建设中。

2系统建设方案

2.1传统室内分布系统

传统的室内分布系统通常由馈线、耦合器、天线、合路器等构件组合而成，这些机械器件一般可支持700MHz-2700MHz频段的室内分布系统，当室内分布系统中出N3.5GHZ频段的信号时，会对室内分布系统中的耦合器等功能性机械器件损坏较大。该分布系统在实际应用中存在以下缺陷问题还有待改善：第一，可控性差，系统中的无源器件均不可进行实时性的监控，只能采用人力来排除系统中潜在的故障问题，成本较高;第二，不可室内定位，由于天线的功能特性不可区分信号的位置信息，因而不可进行室内定位;第三，扩容性差，只能以增加载波的方法来扩容，满足较低的扩容要求。

2.2 5G室内分布系统

5G室内分布系统是在5G技术的基础上逐渐衍生而来的，其建设方案主要包括以下几种形式：第一，传统DAS，建设成本较低，适用于居民区等低价值通信要求的场所;第二，Smart DAS，成本低，不支持分裂扩容，不支持大数据，适用于居民区等低价值通信要求的场所;第三，分布式皮飞站+SmaA DAS，成本适中，适用于多隔断且覆盖面广的场景;第四，拓展型皮飞站+Smart DAS，成本适中，适用于多隔断且覆盖面广的场景;第五，分布式皮飞站，成本适中，适用于商场等中价值场景;第六，拓展型皮飞站，成本适中，适用于商场等中价值场景。

3MIMO技术使用分析

3.1技术类型

以下三种技术均是M1MO技术中比较常见的应用类型，可独立使用也可组合使用，其主要功能特性是降低通信系统的发射功率，扩发信号覆盖范围，增强信号的抗干扰能力，以此来进一步优化5G室内分布系统的应用效果。

3.2特征波束成形

无论是在通信系统的传输端还是在接收端，M1MO技术都利用特征波束成形而对定向天线产生一定的增益，与此同时特征波束成形可获取同等的增益效果，且无需考虑周围环境中散射对信号所产生的影响。相控阵是特征波束成形的常见形式，其主要是将特定数量的天线组在一起，形成一个天线簇，技术人员可通过控制其方向来完成对某一特定方位的信号接收或发射。相控阵在应用过程中也存在一定的缺陷问题，如性能增益与带宽成反比，带宽增加会使得相控阵增益减小，此外相控阵波束成形的条件也有一定的限制，在非视距的条件下相控阵所发射的信号会大幅度减少。MIMO技术下的特征波束成形所使用的信号处理技术是相对成熟的数字信号处理技术，可单独处理信号中的OFDM窄带子载波，而非仅仅局限于特定的三维空间内，所以该技术在实际应用时几乎不会受到信号反射或信号散射的影响。

3.3空时编码技术

该技术通常应用于多天线条件下的发射端，无论是单接收天线还是多接收天线，该技术都可加强其应用过程中的信号增益效果，该技术可以在原有传输信号的基础上通过一系列特殊的信号处理方式对信号进行更改，并利用其余天线来传输这些信号，通过这种方式来提高通信系统在复杂的环境中提取有价值信号的能力。空时编码技术常用于与波束成形或分集接收进行对端匹配，以车载设备为例，该类设备一般拥有4根天线，而常见的手持设备则一般由1至2根天线，若手持设备以单天线进行信号传输，则车载设备可通过波束成形来显著提升其接收信号的收益，反之亦然，由此可见，合理地使用空时编码技术可有效地提高通信系统中链路的对称性，确保双向通信的稳定性运行。

3.4空间复用技术

与上述我们所提到的两种MIMO技术类型相比，空间复用技术是MIMO技术中较难理解的一种技术类型。该技术通常在不同天线的相同频点上设立数个数据流，其接收端需使用超过数据流数量的天线才能完成正确的译码，这种模式下会显著提升通信系统的吞吐量。以4×4的MIMO系统为例，该系统最大可维持4个数据流的正常运行，此时其吞吐量将会是相同带宽条件下传统的SISO系统的4倍，我们将这四个数据流分别标记为a、b、cNd，这些数据流会在通信系统中进行空间叠加再传递至接收端，此时的a、b、c、d则变为wa+xb+yc+zd，其中x，y，w、z代表的是四个数据流所对应天线上的信道变化，与此同时，接收端可通过数学中线性代数等方式来解出a、b、c、d的原始值，这便是空间复用技术的应用流程。该技术在M1MO技术中的应用优势主要体现在可不降低通信系统中链路稳定性的前提下增强频谱利用效率，因此该技术也被广泛地应用在5G室内分布系统的实际应用中，并取得了良好的应用成效。

3.5实践应用

MIMO技术是5G技术中应用非常广泛地一项技术形式，从传统的4G到现代科技发展中应运而生的5G，信号发射端所支持的信息流数量也Ak4G时期的2流、4N、8流增加至5G时期的16流、24流，与之相对应的接收端也从4G时期的1流、2流增加至5G时期的4流、8流。MIMO技术在5G室内分布系统建设的实践应用中，通常会采用2T2R双流形式或4T4R四流形式进行建设，对于一些对通信环境具有高容量要求的场景中，技术人员可优先选择MIMO技术中的四流方式参与5G分布系统的建设。

4结语

虽然就目前而言国内的5G室内分布系统的建设还未处于成熟阶段，且MIMO技术应用范围相对有限，但不可否认的是5G建设已然成为未来几年的重要发展趋势，NMIMO技术也定然会在5G室内分布系统中发挥极为重要的作用，这是5G通信时代带给人们的改变，相信这种改变会使得人们的生活品质实现质的飞跃。