基于3.5GHz NR无源室分与有源室分覆盖及造价比对分析

杨珂

中国电信股份有限公司云南分公司

0 引言

2018年12月 和2020年2月，国 家 工 信 部 分 别 把3400～3600MHz和3300～3400MHz分配给中国电信和中国联通，作为5G室内外建设频段。虽然3.5GHz频段可以满足5G三大应用场景（eMBB、mMTC、uRLLC）的业务需求，但是由于3.5GHz 的频段高、穿透损耗和传播损耗都较大，并且室内传统无源分布系统（DAS）不支持3.5GHz频段，室分系统新建、改造演进和实施难度都比较大，因此在5G时代，室内分布的主流将采用有源室分系统进行覆盖。

有源室分初期建设成本较高，制约了5G室内深度覆盖的建设进程，5G之前的室分系统多采用2.1GHz频段，而原室分系统的无源器件不支持3.5GHz频段，需要新增或替换支持3.5GHz频段的无源器件，而关于3.5GHz的无源室分系统的覆盖效果、造价的研究较少，因此本研究通过在某多隔断场景试点3.5GHz无源室分，分析3.5GHz无源室分建设的可行性，为后续的5G室分建设提供参考。

1 多隔断场景分析

1.1 站点描述及实施

某医院行政办公楼7层，长约60米，宽12米左右，建筑面积约5000平方米，采用新建双路3.5GHz NR DAS（由于1/2"馈线在3.5G频段下，损耗较大，而7/8"馈线柔韧性不佳，实施难度比较大，站点实施采用3/4"馈线，损耗和柔韧性介于两者之间），验证覆盖性能和成本，如图1和图2所示。

图1 3F 2T2R NR DAS单极化天线点位布放示意图

图2 2T2R NR DAS系统示意图

1.2 站点3.5GHz NR DAS天线口功率理论分析

在3.5GHz NR DAS天线布放中尽量保证与原4G DAS天线同点位布放（可有效降低整体DAS造价），由于3.5GHz NR和LTE的传播损耗和分布系统损耗差异较大，则3.5GHz NR天线口功率必然高于LTE DAS天线口功率，如表1所示。

表1 NR与LTE天线口功率差异分析

现网LTE的天线口功率一般在-10 ～ -15 dBm,根据上表天线口功率差异分析，3.5GHz NR天线口功率保持在-5.5 ～ -10.5 dBm之间，可以满足与LTE天线同点位覆盖要求。

1.3 站点性能评估

依据理论推导的NR天线口功率取值范围，按照LTE覆盖半径要求，设计医院行政楼DAS方案，如点位布放并进行实施，之后对平层采用CQT定点测试、DT遍历测试、Ping包测试，分别如表2、表3、表4所示。

表2 平层CQT定点测试

表3 平层DT遍历测试

表4 Ping包测试

从上述三表测试可知，3.5GHz NR DAS覆盖和速率满足建网指标要求，时延在10ms左右，可以满足大部分5G业务场景需求。

2 无源与有源室分性价比比对

2.1 站点有源方案设计概述

该站点也可以采用有源室分进行覆盖，为了保证与无源2T2R NR DAS的可比性，其设计方法可分为三种形态，如图3、图4、图5所示。

图3 方法1：3F有源内置天线（4T4R）放装布放示意图

由于5G NR有源室分内置型在通道数、功率和天线增益都有所增强，弥补了与4G端到端的链路损耗差异，因此与4G有源室分可以保持同点位覆盖，而无需额外增加点位。

图4 方法2：3F有源外置型+无源单极化天线（2T2R）布放示意图

方法2在满足容量，保证覆盖要求的前提下，可以有效降低有源内置型天线的使用数量，降低建设成本。

图5 方法3：3F有源外置型+外置功分器+无源单极化天线（2T2R）布放示意图

方法3在满足方法2的基础上，尽量压缩有源型天线的使用量，降低建设成本。

2.2 站点无源与有源天线对比

依据2.1节的方法，对比数据如表5所示。

从表5可知，方案3天线数量和功率均为最低，依据试点对3.5G NR DAS的实测结果和表6的链路估算，有源分布系统的3个方案设计都可以满足实际覆盖要求。

表5 天线数比对

表6 室内理论链路预算估算

2.3 站点无源与有源造价及吞吐率对比

从表7可知，方案2的造价最高，容量最高，方案1的造价最低，而方案4和方案1的价格较为接近，需要说明的是，考虑后期随着5G室内建设思路变化和规模增加，器件或设备价格调整等因素，方案的排名也会有所调整。

表7 有源与无源造价及吞吐率比对

3 结束语

通过本研究试点站点测试和分析，3.5GHz NR DAS点位布放在满足覆盖指标的前提下，可满足多隔断场景单边覆盖2房间（双边4房间）的目标；3.5GHz NR DAS（2T2R）容量相对于有源室分较低，能够满足中低容量楼宇的需求，部署成本相对较低，可在后期的5G室分建设中在中低流量场景采用此方法。依据文中对造价及性能对比，建议根据不同的场景适配不同的方案。