面向5G的多通道联合收发技术应用探讨

汪琰

（中国移动通信集团湖北有限公司武汉分公司，湖北武汉，430023）

0 概述

目前室分系统的5G解决方案是传统DAS系统和新型室分建设，新型室分可以轻易实现多MIMO的效果从而极大的提高5G用户的感知，但是其需要完全新建且造价高昂，不利于5G的快速推动和应用。而通过将5G信号直接馈入传统4G-DAS系统可以实现5G的快速部署且造价低廉，但是传统4G多是单路和双路系统，直接馈入只能实现5G的单流和二流效果，无法满足5G终端和用户的要求。而通过多通道联合收发技术可以在利旧传统4G DAS系统结构的前提下，快速实现传统单路DAS双流、双路DAS四流的效果。极大提升了传统室分的网络性能，激发传统室分的5G潜能，是全面兼顾了成本与效率的5G创新室分方案。

1 多通道联合收发技术简介

多通道联合收发技术是利用一个或者多个RRU的不用通道进行联合接收和发送，使传统室分也具备多天线收发的能力，实现传统室分支持5G多流，进一步提升5G用户感知的目的。

■1.1 多通道联合收发技术特点和优势

室分系统的传统解决方案是RRU+DAS系统，多通道联合收发技术利用了5G网络虚拟化的多天线多通道收发合并技术，在不改变传统DAS结构的前提下，快速实现传统单路DAS双流、双路DAS四流的效果。极大提升了传统室分的网络性能，激发传统室分的5G潜能，是全面兼顾了成本与效率的5G创新室分方案。多通道联合收发技术总结起来有四方面的特点和优势：低成本、体验优、可部署、易推广。

■1.2 多通道联合收发技术应用场景

多通道联合收发技术根据现场DAS系统的路数和场景可以分为以下5种场景：

（1）跨楼层单流并柜双流应用场景，主要针对室分系统为单路DAS系统，效果好于单流，弱于5G双流DAS，无需改变现网结构，主要针对低容量场景，需要满足楼层隔离度小于30dB,天线口功率大于15dBm且两路端口分别覆盖不同楼层上下楼层相同区域。

（2）跨楼层双流并柜四流应用场景，主要针对室分系统为双路DAS系统，5G四流+反开4G双流，无需改变现网结构，对于部分中低容量双路DAS系统，需要满足楼层隔离度小于30dB，天线口功率大于15dBm，并柜的两台RRU分别覆盖不同楼层上下楼层相同区域。

（3）同楼层双流并柜四流应用场景，主要针对室分系统为四路DAS系统，2台RRU覆盖同一楼层，适用于大话务场景。

（4）地铁隧道并柜四流应用场景，主要针对泄漏电缆系统，隧道内采用四路泄漏电缆覆盖（2路自建+2路租用），采用2台双通道RRU并柜成四流。

（5）体育场并柜四流应用场景，赋性天线+双通道RRU并柜，主要针对主设备无法上马道，且RRU安装地面通过馈线与马道上天线连接且覆盖区域要求达到四流速率的场馆。

2 楼宇场景部署方案及成效

楼宇室分系统的传统解决方案是DAS系统，多通道联合收发技术利用了5G网络虚拟化的多天线多通道收发合并技术，可以在不改变传统DAS结构的前提下，快速实现传统单路DAS双流、双路DAS四流的效果。

■2.1 跨楼层交叉单路DAS并柜双流覆盖办公楼场景

某办公楼内原DAS系统为单路系统，采用1台双通道RRU的两个通道分别接入相邻楼层，后将这两个通道设置为并柜配置。单路天馈上下层双流配置实施后，性能较单流有明显提升，其中下一楼层的效果更为明显：

（1）6楼近点CQT下行速率提升56.36%，整体拉下行网速率提升35.79%，上行在近点远点提升较好，提升10%左右，整体SSB-RSRP提升约0.5dB；

（2）7楼（上一楼层）的效果提升相对6楼较低，下行近点有55.98%的提升，上传远点有17.12%的提升；

（3）上一楼层的效果较下一楼层效果偏低的原因主要考虑为下楼层背面信号穿透至楼上偏弱。

图1 交叉单路DAS并柜双流方案部署前后效果对比图

图2 跨楼层双通道并柜四流方案部署前后效果对比图

■2.2 跨楼层双通道并柜四流覆盖办公楼场景案例

某大楼采用双路DAS覆盖，其中2-9F由3台5G双通道RRU馈入传统DAS系统覆盖，RRU1覆盖2、3、4层，RRU2覆盖5、6层，RRU3覆盖7、8、9层。将RRU1和RRU2并柜实现2-6层四流效果，RRU3覆盖方案不变，RRU1改造成覆盖4、6层，RRU2改造成覆盖2、3、5层，3、4、5、6层可以形成最大4流效果。并柜实施后DT及CQT速率改善明显：

（1）定点测试下行速率四流较双流近点提升了32%、中点提升16%、远点提升26%；

（2）定点测试上行速率四流较双流近点提升了3%，中点提升11%、远点提升41%；

（3）DT测试下行速率四流较双流提升幅度约20%，上行提升约11%。

3 地铁场景部署方案及成效

在目前的民用通信领域，地铁轨行区（地铁隧道内）的无线通信方式是2&3&4&5G无线信号承载在泄漏电缆上来进行轨行区内无线信号的无缝覆盖。为了实现理论上的无线数据双流传输（乘客的手机可以同时接收到两路承载不同信息内 容的无线信号，手机的下载速率可以翻倍），在轨行区内的每条漏缆上，每家运营商把每个频段的无线信号的下行、上行同时承载在每条漏缆上。目前已建地铁中主要使用双缆或者四缆的建设，能支持4G目前主流终端的2×2MIMO要求（部分高端4G终端已支持4×4MIMO），但无法支持5G主流终端的4×4MIMO要求，通过在地铁轨行区区域采用多通道联合收发技术可以实现轨行区内5G的4×4MIMO的效果，从而实现速率和容量翻倍。

■3.1 地铁双缆四流

（1）部署方案

通过利用地铁漏缆中左右端口可以同时接入同一5G小区不同相位的信号，且依然可以保留两组相位信号的独立性，通过在一根漏缆内不同相位的空间性实现单独一根漏缆的双流效果，同理双缆可实现四流效果，实现下行速率的翻倍。

即通过将两个RRU连接基带板邻接的前两个端口或者后两个端口，然后配置为并柜模式；RRU1的一通道信号由左侧进入漏缆1，二通道信号由左侧进入漏缆2；RRU2的一通道信号由右侧进入漏缆1，二通道信号由右侧进入漏缆2；漏缆1中存在两路独立的一通道信号，漏缆2中存在两路独立的二通道信号，漏缆1和2共同覆盖区域存在4路独立的信号。

备注：两个port的信号耦合进同一根漏缆，两个port信号相关性比较强，难实现4流。漏缆的中间点，port0和port1功率平衡。但漏缆中间段，信号质量是相对最差的，所以要求整段漏缆不能过长。按照漏缆2.6G每百米6.4db损耗来计算，漏缆中点左右距离各超过50米，两个port信号的功率差就会超过8dB，且若场电平值会更弱低于-105dBm，也会影响多流效果。

（2）部署效果

选取某段地铁轨行区区域进行部署验证，验证区域位于两个地铁站之间，采用两根漏缆覆盖，长度约500m左右，进行多通道联合收发技术部署后分别进行轨行区步行测试和轨行区随车测试。

轨行区步行测试：功能部署完成后，现场进行功能验证，软件Rank显示值4，表示已存在4×4MIMO业务。通过测试在漏缆中间区域，能够占用三流-四流，60M的5G带宽下速率在470Mbps左右。常规单小区速率360Mbps，单载波实现4×4MIMIO速率可以达到482Mbps，速率提升120Mbps。

轨行区随车测试：功能部署完成后，现场进行功能验证，软件Rank 显示值4，表示已存在4×4MIMO业务。通过测试在漏缆中间区域，能够占用三流-四流，速率在427Mbps。常规单小区速率370Mbps，速率提升57Mbps。

图3 方案部署示意图

图4 效果展示示意图

通过该方案的实施可在轨行区内20%～25%的区间段内实现优于传统2×2MIMO的效果，实现容量翻倍和速率提升。

■3.2 地铁四缆四流

某城市地铁隧道内采用传统DAS室分双通道RRU漏缆方式覆盖。隧道内四路天馈系统中2路为自建系统，2路为租用铁塔系统，对DAS设备进行数据并柜，即将两个双通道RRU双拼，同时双拼4通道天线，达到四流RRU的效果，从而实现支持DAS系统4×4MIMO的目的实现四流，有效提升上下行速率。

隧道内平均电平-75dBm，平均SINR21.3db，平均流数3.9，下行平均速率1024Mbps。定点速1.2Gbps，稳定四流。相比传统两路系统下行速率提升70%以上，上行提升90%以上。

4 结束语

经过本文的分析、阐述和验证，可以看到多通道联合收发技术可以可有效提升上行覆盖，增强网络覆盖能力，增强下行覆盖能力，相比于并柜前下行平均场强平均强2～3dB；并柜后可以实现单路DAS双流、双路DAS四流效果，下行相比双流峰值速率效果提升56%，上行覆盖在中、远点性能提升明显，最大提升41%。即能够有效地利旧原有DAS系统，有利于运营商减少投资，在不改变传统室分网络结构，不额外增加投资的前提下，实现单路DAS承载双流，双路DAS承载四流NR的效果，极大的提升5G用户感知。