摘要：室内无线通信网络的覆盖问题日益重要，本文对5G时代下室内如何规划深度覆盖进行了详细分析研究，提出了5G室内深度覆盖规划面临的问题及解决方案，对5G网络规划建设有一定指导意义。

关键词：5G  室内深度覆盖;5G网络规划

一、背景

自2020年5G元年到如今，我国5G网络建设已有2年，国内主要城市的城区已基本完成广覆盖目标，5G网络已形成大规模覆盖趋势，5G手机终端用户已达4.9亿。借力于国家 “扬帆”行动及“双千兆”的推动，5G网络建设及应用得到了进一步加速发展。从目前5G十大应用场景来分析，5G网络应用场景室内外各占一半。所以在近几年来5G网络建设的重点为室内深度覆盖建设。如图1所示。

二、室内场景无线网络环境特点分析

室内场景的无线网络环境较为恶劣，普遍存在建筑物内部结构复杂，墙体等不可视障碍物较多的特点，因此无线信号传播损耗较大。国内5G商用的网络均属于高频段，其信号穿透能力更差，无线信号传播损耗更大。目前5G宏基站的站间距大约在300-400米左右，室外信号最多穿透一面墙体，对室内只能形成浅层覆盖， 室内5G网络上行边缘速率1Mbps、下行边缘速率93Mbps左右，深度覆盖严重不足。另一方面，5G的室外宏基站比4G网络更加密集，网络的邻区干扰切换等问题也更严重。综上所述，室内的5G网络覆盖无法完全依靠室外宏基站覆盖来解决，室内5G网络深度覆盖还需要有独立的规划及解决方案。

三、5G室内深度覆盖建设方式

当前室内深度覆盖主要有室外基站覆盖室内、建设无源DAS类室内分布系统覆盖和建设数字化室内分布系统覆盖三種方式。详见图2。

（一）室外基站覆盖室内

室外基站覆盖室内可采用目标建筑物附近宏基站AAU对其进行5G网络的覆盖，也可利用目标建筑物附近的路灯杆等安装微站对目标建筑物室内进行5G网络的深度覆盖。

此种覆盖方式要求目标建筑物与附近宏基站有较好的可视空间环境或附近有路灯杆等可供安装微站的资源，主要应用场景为低密度的住宅小区、大型工业园区、小型商业街、小型体育场馆、小型办公楼及小型酒店等。此种覆盖方式在5G室内深度覆盖中应用较少。主要应用于对5G网络要求不高，又需要5G网络覆盖的场景。

（二）无源DAS室内分布系统

无源DAS室分在2G网络时代已有大量应用，发展至今无源DAS室分占据了国内室分存量的绝大部分，显而易见，从5G建网成本方面而言，我们不能忽视无源DAS室分，所以如果可以利旧原有的无源DAS室分，是5G室内深度覆盖最快速、最有效、成本最低的组网方案。

无源DAS室分目前有单路和双路两种，根据实验测试数据分析单路情况下升级5G后其5G网络性能与4G对比，无源DAS室分单路升级5G后，下行峰值速率是未升级之前的8倍，可达400 Mbit/s;边缘区域的下行速率是未升级之前的6倍，可达150 Mbit/s;上行峰值速率是未升级之前的6倍，可达60 Mbit/s。由此可见，无源DAS室分单路升级5G后，网络速率得到了巨幅提高，5G室内覆盖效果良好。

根据实验测试数据分析，双路情况下升级5G后其5G网络性能与4G对比，无源DAS室分双路升级5G后，下行峰值速率是未升级之前的8倍，可达800 Mbit/s;边缘区域的下行速率是未升级之前的4倍，可达200 Mbit/s;上行峰值速率是未升级之前的6倍，可达120 Mbit/s。由此可见，无源DAS室分双路升级5G后，网络速率也与单路系统一样得到了巨幅提高，5G室内覆盖效果良好。

根据以上分析来看，无源DAS室分直接合路升级5G后网络覆盖性能良好，然则无源DAS室分中所使用的器件普遍的工作频段为800 -2700 MHz，对主流的商用5G网络频段并非都支持。所以5G网络能否使用存量的无源DAS室分进行网络升级需要对每套系统进行测试评估，需要我们根据情况来合理规划设计。

另外，我们还需要考虑器件和线缆的损耗问题，无源器件在不同频段的损耗差异不大，可忽略不计，但无源DAS室分所常用的两种线缆在不同频段的损耗差异确是非常大的，如表1所示，频段越高，线缆的传播损耗越高，所以在进行合路之前我们需要进行链路预算，确保边缘场强符合网络性能指标。例如5G采用2.6GHz频段直接合路时，我们想确保5G覆盖效果良好需满足该无源DAS室分4G网络覆盖RSRP>-105dBm的采样点比例在90%以上。重点场景和高价值区域建议4G网络覆盖RSRP指标提高到-95dBm。

对于无源DAS室分双路进行5G合路升级的站点，我们还要考虑其双路平衡问题。原则上无源DAS室分双路的天线要间距0.5米以上且天线口输出功率的差异需≤5dB。根据实验测试分析我们得知当无源DAS室分双路天线口输出功率相差大于5dB时，5G网络的性能下降可达30%以上。因此，为保证合路后5G网络的性能，我们要对无源DAS室分双路系统进行评估，以达到我们的标准，如不符合则需先对双路系统改造，达到标准后再进行5G合路。

对无源DAS室分双路评估时我们可以参考4G网络指标，当4G网络中Rank2 占比≤60%时，我们可以判定无源DAS室分双路系统不均衡，此时需要先对双路系统进行改造后再5G合路。

（三）数字化室内分布系统

数字化室分内分布系统最早应用于4G网络。数字化室分较无源DAS室分优势在于组网构成均数字化，所有节点所有数据均可查可控，易于维护;采用3级结构精简了无源DAS室分的繁复构造，施工便捷且系统稳定性更高;集成度高，一套系统可支持多频段网络且支持多路MIMO功能，可以提供更高的速率。

我们从数字化室分对比无源DAS室分下行速率实验测试结果分析可得出，数字化室分在近点下行峰值速率可到850 Mbit/s，是无源DAS室分的4倍，测试平均下行速率为420Mbit/s，是无源DAS室分的3倍。由此可见，数字化室分在下行速率上的优势是较为明显的。

新型数字化新产品设备虽优点众多且性能卓越，非常适用于5G网络室内深度覆盖场景建设。但数字化室分的建设成本较高，目前5G数字化室分的设备价格还是很高的，在写字楼等建筑物内结构较复杂，墙体较多的场景使用，其成本在每平米造价20-40元之间，为无源DAS室分的2-3倍左右;空旷区域场景成本在每平米造价5-15元之间，是无源DAS室分的1倍左右。考虑到全国5G室内深度覆盖所需建设的室分体量，这个高昂的组网成本是运营商无法承受的。只能有所侧重的选取一些场景进行数字化室分的建设。当然，如今5G数字化室分设备刚上市，未来其价格会如4G设备一样持续走低。

另外，各设备厂商的数字化室分设备兼容问题还无法解决，2G-5G网络必须使用同一设备厂商的产品才可以兼容。这种情况无论是从成本上还是后续网络维护方面考虑都会带来极大的问题。

四、室内外协同组网性能

在5G网络规划建设过程中，5G网络采用室内外同频组网建设方式，室内外同频干扰问题在5G网络规划过程中是必须考虑的问题。

根据实验测试数据分析，室内外同频组网，室外宏站加扰对5G 室内覆盖影响不是很大，在合理区间内，因此5G室内深度覆盖还是有其必要性和可行性的，我们不能因噎废食。5G室内深度覆盖规划时要充分考虑到室外宏站的加扰影响，室内外协同组网覆盖，以达到5G网络覆盖的最佳效果。降低室外干扰我们可以从以下几个方面入手：

首先，室内外RF规划要合理，在同频组网的情况下，相邻小区的信号隔离度是关键。在室外宏站RF规划时，合理设置天线下倾角，降低室内干扰信号强度，室内RF规划根据室外宏站干扰信号强度调整，保证室内信号强度高于室外宏站信号，建议信号差在10dB以上。

其次，可以调高室内小区优先级，保证用户驻留室内小区，吸收话务量。为了降低室外宏基站对室内小区的干扰可以将室内外相邻小区基站的广播波束配置统一降低相互间干扰。

最后，可以通过物理资源块分配方法来降低小区间干扰，当小区物理资源块利用率不高的时候，相邻干扰小区间的频域资源由于资源分配方式不同而相互错开，从而提高了小区吞吐量，降低了小区间干扰问题。另外，还可以通过COMP及虚拟多T多R等联合调度方式把干扰变成增益，来降低干扰。

五、5G室内深度覆盖规划建设原则

5G室内深度覆盖规划要从覆盖、价值、成本、重点场景等因素综合考虑，按需建设。对高价值、高需求的场景如：重要大型交通枢纽、高校、三甲医院、大型场馆、to B重点垂直行业，应优先考虑新建5G数字化室分覆盖;而一般场景则应从存量无源DAS室分改造或合路覆盖来着手，保护存量无源DAS室分投资，节省成本的同时还可实现5G快速建网覆盖。这里需注意to B场景的覆盖原则，有些特殊场景可能流量需求不高，但对网络安全性稳定性要求非常高，此种情况下我们要优先考虑建设数字化室分，其可以保证5G网络的99%以上的稳定性，而无源DAS室分的安全性及稳定性较差，无法满足业务需求，如出现问题或造成较大损失，得不偿失。如地下矿井，港口码头，大型自动化生产线，一旦出现网络故障就会危及人身安全及造成大额损失。

室外宏站可以覆盖室内的原则上不进行5G室内深度覆盖规划，室外宏基站无法覆盖的楼宇，结合业务需求、投资效益，合理选择室分建设方式。在规划过程中，可充分利用现有数据及資源，结合4G MR、溯源问题、热点投诉、5G用户长期驻留、长期频发高流量等覆盖需求进行区域精准覆盖规划。各场景室分建设指导原则如表2所示：

六、结束语

5G应用大多发生于室内场景，室内深度覆盖建设势在必行。随着to B等业态的成熟，5G室内热点会井喷式爆发。本文详细分析了5G室内深度覆盖的三种方式，其中最常见的是无源DAS室分和数字化室分，数字化室分无疑更符合5G网络的高要求，但成本较高，建议选取高价值重点场景建设，无源DAS室分以其庞大存量的优势，可以快速实现5G网络室内深度覆盖，对一般场景而言可以应对解决5G室内深度覆盖问题。两种方式我们做5G室内深度覆盖规划时要结合实际情况选择最适合的建设方式，同时还要提前考虑室内外协同组网的影响，实现精准合理规划。

作者单位：李新章    中国移动通信集团辽宁有限公司

参  考  文  献

[1]梁童，贾辉. 5G室内覆盖性能及关键问题分析[J]. 电信工程技术与标准化，2020，6.

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[3]贾涛，赵承祖，杨继灶，等. 5G深度覆盖规划建设研究[J]. 长江信息通信，2021， 8.

[4]孙明珠，董建，赵欣，等. 5G室内覆盖目标场景选址策略探究[J]. 通信管理与技术，2019， 6.

[5]万朝辉，吴丽雯，王红雷，等. 5G分布式皮基站在不同室内场景下的投资效益研究[J].  信息通信，2020， 11.

李新章，硕士研究生，高级工程师，研究方向：通信网络规划、建设和维护工作。