黄旭阳

（中国移动通信集团广东有限公司广州分公司，广东 广州 510000）

1 5G 室分覆盖的瓶颈问题

截止2022 年，我国累计建设开通了5G 基站231 万个，大部分为室外5G 基站，而5G 室内站的网络覆盖建设完成率相对较低。目前，5G 流量主要是发生在室内，但大部分室内覆盖是4G 时代建设的传统分布式天线系统（Distributed Antenna Systems，DAS）。该建设模式系统容量、速率和适配频段均不能满足5G 网络需求，对4G 时代原有DAS 分布系统进行升级，是亟需解决的问题，常规的解决思路主要有以下3 种。

（1）新建一路DAS 分布系统。该方案通过在现有传统单路DAS 系统上新建一路系统，实现双路分布系统，从而为用户提供双流接入。但是，由于需要沿原有馈线重新建一路馈线，涉及协调物业进行天馈线系统施工，存在物业协调难度大和建设成本高等问题，并且很大部分原有的分布系统已经被封锁在楼宇天花板，无法进行二次施工。

（2）5G 有线移频建设。该方案需要将原有分布系统中的功分器、耦合器、天线以及馈线等器件进行更新和替换，需要全面排查现有分布系统的设备安装情况。因此，该方案涉及有源设备替换原来的无源设备的情况，一旦全面排查无源器件存在疏漏，就可能导致分布系统的过电短路或移频设备击穿。该方案存在安全隐患大、物业协调难度大、更换器件较多以及难以落地实施的问题。

（3）对原有DAS 分布系统进行简单合路。该方案通过采用2 通道合路设备直接馈入原有无源DAS系统，可以快速实现覆盖。目前，中国移动通信集团有限公司（以前简称中国移动）较多采用该覆盖方式。但是，由于前期中国移动75%的室内分布系统为单路DAS 场景，通过该方案进行简单合路只能提供单流的5G 信号，网络速率仅有300 MB/s，用户体验效果不好，不能体现5G 的高速率优势。

如何实现低成本且高效的覆盖效果，是目前国内运营商5G 网络室内覆盖面临的重大难题。

2 5G 室分技术发展态势分析

2.1 5G 组网态势分析

目前，5G 网络建设模式为共建共享，其中中国移动和中国广播电视网络集团有限公司采用“700 MHz+2.6 GHz+4.9 GHz”的协同组网方式，通过室内外协同组网，多层次网络部署，提供高质量的室内网络覆盖，从而提高上行和下行速率。而中国电信集团有限公司（以下简称中国电信）和中国联合网络通信集团有限公司（以下简称中国联通）采用“2.1 GHz+3.5 GHz”的双频组网方式，主要通过数字化室分建设，提高5G 室内用户的网络体验[1]。

中国移动利用700 MHz 黄金频段超强的覆盖能力，即在室内浅层覆盖能力方面，700 MHz 频段比2.1 GHz（4 通道）整体可多穿透一堵墙，覆盖面积约为2.1 GHz（4 通道）的3 ～4 倍，通过室外站解决部分单体室内场景。在室内深度上，中国移动基于原有4G 室内分布系统的规模优势，通过2.6 GHz 合路快速升级室内覆盖质量。中国电信和中国联通采用双频的组网方式，通过改造存量2.1 GHz 分布系统，快速部署5G 室内基站，并通过大量采用数字化室分，重点提升重要场景的网络覆盖质量[2]。

2.2 5G 室分技术应用分析

随着5G 室内覆盖技术的发展，在工程建设中呈现多种5G 室内覆盖产品及技术创新，主要包括5G增速器、有线移频系统、扩展型皮基站、5G 满格宝、拉远皮飞站、5G 毫轻轻蜂窝（Femtocell）基站以及云小站等[3]。从设备安装、投资情况、维护问题、测试情况以及应用场景等几个方面对产品进行多维度分析，进而明确其应用场景及范围。5G 室内覆盖产品特点及应用场景如表1 所示。

表1 5G 室内覆盖产品特点及应用场景

经过多维度分析比较，5G 增速器在技术、适用场景、部署成本等方面具有一定优势，在部分增强网络应用场景具有较好的推广意义。

3 5G 增速器的应用

3.1 5G 增速器设计原理

5G 室内增速器整合了无线传输及变频核心技术，具有极简改造、便捷安装、即插即用、差异化覆盖、灵活部署、低本部建设以及多流效果等优势[4]。

增速器由远端机和近端机2 级架构组成，其在现有传统DAS系统的合路器上增加一路5G信号输入，同时增加一个5G 增速器近端单位，另一端在传统无源天馈线覆盖区域增加一个即插即用的5G 增速器远端单元。该技术通过将遥控射频单元（Remote Radio Unit，RRU）的A 通道信号经5G 增速器近端机变频，在DAS 中与RRU 的B 通道信号共同传输，在末端用户侧由远端机还原为2.6 GHz 信号，与从DAS 发射出来的B 通道信号形成多通道能力，从而实现多流性能[5]。单变双5G 增速器方案如图1 所示。

图1 单变双5G 增速器方案

对于原DAS 为单路分布系统的场景，通过5G增速器可以改造实现双流效果。在RRU 位置新增5G增速器的近端单元，将RRU 中一个通道的2.6 GHz信号变频为中频信号，并使用原有分布系统传输中频信号和RRU 中另一个通道原有的2.6 GHz 信号，不需要改造原来垂直面及水平面的分布系统。在远端覆盖需求区域，经分布系统无线发射中频信号及一路原有的2.6 GHz 信号，其中中频信号通过5G 增速器的远端单元还原为2.6 GHz 信号，同时该路的2.6 GHz信号与原有的2.6 GHz 信号一起被5G 终端接收，从而实现双流性能。

对于原DAS 为双路分布系统的场景，其原理与单路场景基本一致，仅近端单元的接线方式有所不同。双变四5G 增速器方案的具体接线方式如图2 所示。

图2 双变四5G 增速器方案的具体接线方式

远端单元的工作频段为2 515 ～2 615 MHz，发射功率为下行最大（24±1）dBm，上行最大（15±1）dBm，上行增益为（30±2）dBm，下行增益为（80±2）dBm。可有2 种供电方案可选，分别为直流12 V 电源供电（可将远端单元安装于便于取电的位置或通过重新布线进行取电）和使用以太网供电（Power over Ethernet，POE）。远端单元覆盖面积约为400 ～600 m2，具体的覆盖范围需要视现场隔断情况而定。

近端单元工作频段同样为2 515 ～2 615 MHz，发射功率为下行最大（38±1）dBm，上行最大为（-30±1）dBm，上行增益为（50±2）dB，下行增益为（40±2）dB。供电方式主要为交流220 V 电源供电，功率小于80 W。

3.2 5G 增速器技术应用优势

（1）极简改造。改造仅在合路器位置进行调整，可充分盘活现网存量DAS 资源。

（2）便捷安装。仅需在原有RRU 位置安装近端单元，并在需覆盖的位置安装远端单元，就近接电即可快速完成安装部署。

（3）即插即用。远端设备安装完成即可使用，无须进行太多调测，方便快捷。

（4）差异化覆盖。对于同样的室内站点、高流量需求区域，可进行差异化覆盖，其他区域可按实际情况不增强覆盖或选择性覆盖。

（5）灵活部署。可选择性地实现室内分布系统的部分区域或全部区域的多流覆盖效果，按需调整部署。

（6）低本部建设。以占地面积为50 000 m2的单一物业点为例进行计算，新增一路传统DAS 分布系统预计需要增加20 万元左右投资，而使用5G 增速器方案，在同样增加多流的效果情况下，可将投资控制在6 ～8 万元，投资节省了60%以上。

（7）多流效果。经过多点验证得出：单变双测试的下载速率为632 Mb/s，比单流提升80%；双变四测试的下载速率为930 Mb/s，比双流提升75%。

3.3 5G 增速器应用场景及规划原则

5G 增速器的应用场景较广，对于不采用分布式皮站建设的站点，优先采用错层或5G 增速器的方式开展建设；对于无法采用错层方案进行覆盖的站点，优先选择5G 增速器进行覆盖，其次可选择简单合路的方式快速完成5G 覆盖。

3.3.1 5G 增速器分场景部署建议

5G 增速器分场景部署如表2 所示。

表2 5G 增速器分场景部署

3.3.2 新建室分规划原则

原覆盖方式为传统DAS 建设模式，原则上优先采用错层覆盖进行建设，如果局部有高速率业务需求，而错层覆盖效果较差，那么可以适度考虑叠加5G 增速器提升整体覆盖性能。

对于高度低于5 m 的楼层，非金属天花等物理条件比较好的传统双路DAS 场景，优先采用错层进行覆盖。其他原则规划采用双路DAS 建设的场景，优先采用单路传统DAS+5G 增速器的方式实现多流性能。

3.3.3 改造室分规划原则

采用传统DAS 建设的场景，现场垂直面改造难度较低且为非金属天花、天线外置的楼宇，可采用错层技术进行覆盖建设。其他采用传统DAS 合路方式覆盖的场景，对于有高速率要求的区域，可叠加5G增速器进行强化覆盖。

3.3.4 远端单元施工取电原则

对于无物业协调问题且在覆盖范围内取电便利的站点，采用即插即用的方式建设5G 增速器，快速完成强化覆盖，提升客户体验。对于无物业协调问题但是覆盖范围内取电不便利的站点，可采用POE 集中供电的方式进行建设5G 增速器。POE 集中供电器通过超5 类线给远端单元供电，远距离传输电压时，超5 类线最长可支持260 m，每台POE 供电器可以带8 台远端单元。

3.4 5G 增速器部署效果分析

针对5G 增速器效果进行测试，选择多个不同区域的省市大楼为测试点，包括单路实现双流、双路实现四流的多个试点，整体试点效果良好。

（1）湖南省长沙市某大楼22 楼增速器效果测试。在长沙市某大楼的22 楼进行5G 增速器的信号强度测试，开启增速器后，信号传输质量、上行速率和下行速率均有较大改善。上传速率达到62 Mb/s，与不开启增速器时相比提升了90%；下载速率达到567 Mb/s，与不开启增速器时相比提升了92%。信号强度提升了8 dBm，信噪比（Signal to Interference plus Noise Ratio，SINR）提升了2 dB。

（2）深圳市城市中心某大楼8 ～12 楼的单路实现双流效果测试。在原来大楼内有效利旧原有室内分布系统，不需要进行垂直面和水平面的改造，仅在合路器位置进行简单改造，即可实现单路馈线双流覆盖效果。原单流下行均值速率为380 Mb/s，开启5G增速器实现双流效果后，下行均值速率达670 Mb/s以上，整体提升了76%。

（3）广东省广州市某大楼2 楼会议厅的双路实现四流效果测试。在某大楼2 楼会议厅内对覆盖效果进行测试，按需覆盖，测试四流效果良好。未改造前，双流下行均值速率为530 Mb/s，安装5G 增速器后四流下行均值速率达到930 Mb/s，较安装5G 增速器之前提升75%。

4 结 论

文章研究了5G 增速器在室分覆盖中的应用，并验证其在提高室内信号质量和建设成本方面的优势。分析5G增速器的设计原理，发现其具有极简改造、便捷安装、即插即用、差异化覆盖、灵活部署、低成本建设以及多流效果等优势。同时，与其他5G 室内覆盖产品进行比较和分析发现，5G 增速器在技术、适用场景和部署成本等方面具有一定的优势。通过实际项目数据结果的验证，进一步证明了5G 增速器在提高室内信号质量和建设成本方面的显著优势。未来可以进一步探索5G 增速器在其他应用场景中的潜力，并不断完善其设计和技术，以推动5G 室内覆盖的发展。