赵亚锋　刘博光　薛云山

【摘要】    首先介绍了5G室内覆盖技术，包括数字室分、传统室分及其它形式，以及各种技术方案的系统架构、特点和性能;其次讨论了室内覆盖技术的三个关键要素，频率小区、空口通道和射频功率，其中频率小区主要影响覆盖策略和容纳用户数量、空口通道主要影响峰值速率和小区吞吐率，射频功率主要影响点位及后期扩容方案，详细分析了三要素对5G室内覆盖方案的具体影响方面;再次从业务场景及需求分类对5G业务需求进行了分析讨论;最后基于5G关键要素与业务需求分析的基础上提出了一种基于精细业务细分的5G室内覆盖站点方案选取与技术选型的建设方案。

【关键词】    5G    业务需求   室内覆盖

引言：

中国移动5G网络建网初期，以2.6GHz室外宏基站覆盖为主，严控室分规模，但是宏站设备受限频段，初期可部分实现对建筑物的浅层覆盖[1，2，3]，并部分解决室内深度覆盖问题，对于容量需求或结构复杂的高容量、高价值物业点仍需室内方式建设，下一阶段需要完善深度覆盖、热点覆盖，打造全球领先的精品5G网络。因此对写字楼、商业楼宇、医院等相對封闭的室内覆盖是下一阶段5G网络建设的一个重要组成部分。借鉴4G网络深度覆盖的建设经验，在网络建设初期需要精细化分析业务需求，按需完成5G网络的室内深度覆盖，减少后期大规模改造的问题，保护投资，提升网络效益，促进5G网络的良好运营。

一、5G室内覆盖技术

室内覆盖经历了4G建设，从以传统无源器件、天线等组成的室内无源分布式天馈系统为主的建设方式，过渡到分布式皮基站、一体化皮基站等数字室分技术为主的形式。5G建设时期，受限频段和容量等因素，数字室分成为高业务热点的主要技术解决方案，传统室分成为较低低业务的技术解决方案。

1.1传统室分

传统室分方式采用室内全向吸顶天线、壁挂式定向天线或射灯天线等，在空间内合理放置天线，通过馈线和功分器、耦合器等无源器件将天线连接到信源设备处，使信号均匀的分布到建筑的各个角落，从而吸收业务，解决覆盖的盲区、切换区以及业务热点区域相关问题，移动目前5G采用2.6GHz频段，此频段与现有4G中E频段覆盖能力相当，故可馈入传统DAS系统完成5G覆盖，因此现存传统DAS分布系统的合路改造是一种低成本快速部署5G覆盖的方式。对于业务需求较少、价值偏低站点可先采用合路改造完成5G覆盖。目前5G设备与4G设备相比MIMO时其双通道信号差异范围扩大，使部分特定单路分布系统可升级为双路分布系统或采用错层方式。

1.2其它方案

除了数字室分方式和传统方式外，还有变频室分、微站和层层通特型天线等技术进行深度覆盖。其中变频室分除了使用传统RRU作为射频信源外，还出现了使用分布式皮基站作为射频信源的新型变频室分方案;微站作为介于宏站与室分之间的补盲补热重要组成部分，5G时代在深度覆盖中的应用愈来愈广泛，在对打适用场景和某些室内、井下均有广泛应用;层层通天线作为一种8通道D频段天线，可进行美化安装，其支持8通道MIMO，可提供更好的峰值速率，用户体验更好。

二、5G室内覆盖关键要素

室内覆盖技术发展到5G时代，室内覆盖技术关键要素从之前仅有频率小区资源之外，增加了空口通道数与射频功率两个要素。

2.1空口通道

空口通道直接决定小区吞吐量，直接影响用户的峰值速率，是影响用户体验的重要因素。且一旦部署完毕后，后期改造难度巨大，因此需在建设时从用户业务出发，合理规划，选择恰当的空口通道数量。空口通道与小区支持用户能力非强相关，主要决定用户峰值速率。因此空口通道部署需考虑以下因素。①通道数与峰值速率、边缘速率、平均吞吐率等网络性能指标有关，主要影响用户体验。②数字室分与传统室分通道数相同差异不大，目前数字室分设备通道最大4T4R，传统室分设备通道最大2T2R。③需根据应用场景部署，建议后期分布系统尽量不改动。通道数与峰值速率关系见表1。

2.2射频功率

5G射频设备功率选择比其他网络射频设备略多，并且其功率不仅是影响覆盖能力，还会影响容量与反开能力。目前数字室分一般由250mW和400mW两种发射功率设备，传统室分一般由200W和320W两种发射功率设备。且首先设备放大电路限制，功率只能为线性分配，比如320W传统室分设备，前100M分配功率上限为200W，后60M在开启时才会用到120W剩余部分。具体功率与容量反开关系见表2。

三、5G室内业务需求

3.1 5G室内业务场景

5G网络的三大核心业务包括增强移动宽带业务（eMBB），超高可靠性低时延连接业务（uRLLC），大物联业务（mMTC）。5G网络初期主要应用的业务类型为eMBB，考虑到高清视频（如1080p、2k等）、VR、AR等高速数据业务类型相比室外来说，在室内覆盖场景中具有更多概率发生，5G室分建设初期需重点考虑满足上述eMBB业务需求，具体空口速率要求见表3。

后期如有低时延高可靠等场景需求，只要无线侧满足接入要求，只需部署MEC等设备至基站等边缘机房即可。

3.2 5G室内需求网络分类

传统业务已过渡到流量业务，流量经营转变为用户经营，用户是收入的核心，用户体验及需求满足是争取用户的关键，也是提升单用户资费的前提，因此网络建设需采用网络技术指标以及用户经分数据指标、行为特征指标等进行更精细化分析规划，实现降本增效，精准建设。

1.大网部分（ToC）需求，满足普通用户的通话、应用业务等需求。与前期3G、4G网络覆盖需求一致：①覆盖类需求，宏站等无法到达的区域的需求，比如层高较高的建筑物、纵深较深的建筑物等。主要特征为弱覆盖;②容量类需求，已有覆盖不能满足业务需求，无法通过宏站叠加载波资源，如高校等高话务建筑物。主要特征为高话务。

2.垂直行业部分（ToB）需求，满足特定用户除基本通信外对通信网络的特殊需求。与前期3G、4G网络覆盖需求区别较大：①非异型需求，对特殊区域的覆盖、容量需求，比如建筑物基本覆盖等。主要特征与大网建设基本一致、但对端到端需求、网络切片、边缘计算等应用资源存在特点要求;②特异型需求，异于常规的网络覆盖、容量或非常规需求，比如对机械厂房覆盖、室内定位等。主要特征为特异性、物体目标性等。

四、基于业务细分的5G室内覆盖建设方案

4.1 5G业务需求评估

从经济与网络两方面进行价值与业务两方面分析，结合各覆盖技术的造价与能力完成技术、设备选型，进而编制5G覆盖方案。

经济评估：挖掘数据业务经济特征，基于价值建网、提升网络投資效益。包括用户价值、场景价值、流量价值和竞对价值四个维度。

①用户价值 ：以用户为核心的运营下，对高资费用户聚集建筑物优先建设，保障用户体验。②场景价值：物业点价值分析，对品牌场景、高价值场景优先建设。③流量价值：对流量单价高的物业点优先建设。④竞对价值：对电联等运营商覆盖对标评估，进行相应物业点优先建设。

网络评估：提升覆盖容量能力，全面支撑业务需求。包括覆盖能力、容量能力两个维度。

①覆盖能力：MR数据、投诉数据，覆盖差投诉多物业点优先建设。②容量能力：对高容量需求物业点优先建设。

4.2 基于业务细分的室内建设方案

4.2.1 站点选取

通过细分业务需求，建立业务评价体系，从而在识别5G建设需求编制建设清单、选择技术方案确定实施方案等关键环节实现精细规划设计与实施等。具体见下公式。

其中α与β为对应经济、网络权值修正系数，通过计算站点权值，按计算结果选择站点进行5G建设。

4.2.2 技术选型

结合3章节的频段、容量、功率等三要素在对应经济价值与网络需求评估双重标准下，确定相匹配的技术方案。

1.网络能力与业务需求充分匹配：对清单方案物业点5G室内业务需求进行量化分析，兼顾物业点5G室内业务、用户、容量发展需求，确定业务需求对网络能力（峰值速率、边缘速率、吞吐率等业务指标）要求。2.网络后续演进能力与业务目标需求充分匹配：对清单方案物业点5G室内业务、用户、容量发展需求进行量化分析，确定网络后续演进能力（小区分裂、5G加厚100M+60M）预留，减少二次改造，降低投资成本。3.竞对匹配：网络能力优于电信、联通竞对。4.建设投资和运维成本统筹考虑：建设投资统筹考虑工程实施难度。5.确定技术方案及设备选型：网络性能及成本造价相当情况下，优选数字室分，各室分技术总结。

五、结束语

室内无线网络覆盖建设进入了5G网络建设的新时期，本文将业务需求细分为经济评估与网络评估两个方面，并进一步细化为6个子项，精细化分析业务需求，合理编制室内覆盖站点清单;并结合频段、容量与功率三要素将技术选型与业务需求精确匹配，从而形成以用户为核心基于业务需求的精细室内覆盖方案。

参  考  文  献

[1]许长峰，刘淑凡.5G特殊场景数字化室分建设方案研究[J].中国勘察设计，2020，9：90-92.

[2]干卫红.5G室内覆盖方案分析与研究[J].中国电信业，2020，9：78-80.

[3]张锋.5G网络特点及工程建设[J].数字通信世界，2020，9：155-156.

赵亚锋（1979.04.30），男，汉族，河北保定，高级工程师，硕士研究生，研究方向：移动通信网络。