5G室内分布系统低成本建设方案的研究

方力诏

（广东省电信规划设计院有限公司，广东 广州 510630）

1 引言

室内是5G网络的主要应用场景，5G超过85%的业务发生在室内场景。同时，5G室内应用更加多样化，如云AR/VR、8K高清、智能制造、无线医疗等业务都主要发生在室内场景，对网络带宽、时延等网络方面的要求也更高。因此，完善的5G室内分布系统对未来5G网络发展至关重要[1]。

5G室内分布系统建设成本较4G显著提高，具体表现在5G使用的频谱更高，空间损耗和建筑穿透损耗上升，覆盖减弱，在相同覆盖效果情况下，所需要信源和设备投入更大。同时，现网的无源器件未对5G高频段进行针对性设计，造成现有分布系统难以直接兼容5G系统，改造困难。近年来，运营商普遍感到5G室内分布系统建设的投资压力巨大，如按当前这种建设方式，后续将难以为继。

在此背景下，研究5G室内分布系统低成本建设方案迫在眉睫。本文以常规楼宇建筑物和公路隧道两个典型场景为例分别研究5G室内分布系统低成本建设方案。

2 5G室内分布系统低成本建设方案研究

由于不同建筑物结构、功能、覆盖需求、业务特征等各不相同，室内分布系统技术手段也各有特点及优势，因此对其进行无线信号室内分布系统时，需针对各场景特点综合选取合适方案进行部署，同一栋建筑也应识别不同的功能区选取不同的方案进行建设，只有灵活运用各种技术手段，才能使达到最优的覆盖效果。

2.1 常规楼宇建筑物

由于当前运营商5G NR新增主流频段为2.6GHz、3.5GHz、3.6GHz，未来也将在现有3G/4G中低频率系统（如2.1GHz）重耕做5G使用，因此在5G室内分布系统建设方案中重点考虑该接入需求。

根据运营商需求数量划分，分为单运营商建设与多运营商共享建设方案，应根据场景建筑结构、使用功能、用户数量、容量需求、覆盖目标等，综合选择合适的覆盖方案。同一建筑可按不同容量需求细分成多个功能区，按需进行方案选择匹配。

对于大话务热点区域，5G大带宽低时延业务需求可能较多，如城市核心区地铁站台站厅、车站候车厅、机场候机区、体育场馆看台区域、四星五星酒店大堂及会议室多功能厅楼层等，可优先选用有源微站方案实现高容量话务吸收；对于其他低话务功能区域，如城市郊区地铁站台站厅、车站办公区、机场行政办公楼、体育场办公区、酒店客房区等，建议选用无源室分方案，实现低成本覆盖。对于普通室分楼宇，用户密度较低，超高速业务应用较少，建议优先选用无源室分进行覆盖，以充分发挥其总体投资少、可共享资源比例高、运营维护成本低等优势，实现5G网络高性价比部署。对于住宅小区可通过立体多方案实现低成本部署，室内平层区域覆盖可采用楼间射灯天线对打方案，电梯及地下停车场采用无源器件、天线及广角漏缆方案实现深度覆盖。

除此以外，运营商的特殊需求也应给予充分考虑，在资源共享率与需求匹配之间获得最佳平衡。另外，室分建设方案还应根据现场物业条件进行选择，充分考虑室分产品对站点现场装修风格、安装条件等相协调问题。

下文以某一SOHO商务办公楼宇为例，简述5G室内分布系统建设方案。

该楼宇共两栋楼，地下4层。主楼，地上39层，14部电梯；辅楼地上12层，10部电梯，总建筑面积约160000平方米。该楼宇原三家运营商各有1路传统DAS有源分布系统，接入2/3/4G系统，所采用相关器件均不支持3.5GHz频段，故不宜采用直接改造方案。

本方案通过采用新型POI+广角漏缆的5G 2T2R室内分布系统建设方式。广角漏缆通过特殊的槽孔设计工艺，实现信号辐射角度比普通漏缆大幅增加（约增加至170°)的泄漏电缆。当前业界常用的1/2"&7/8"型广角漏缆可支持700MHz~3700MHz，2G/3G/4G/5G信号均可馈入其中。广角漏缆由于其纵向衰减小、耦合损耗大等特性，因此较适合带状结构、双排一字型、回字形办公楼，建筑空旷或纵向隔断较少、隔断材料为玻璃、木头等穿透损耗较小的场景，漏缆两侧覆盖半径纵深建议小于10米。当部分覆盖区存在卫生间、多隔断办公室等复杂区域时，需适当增加无源器件及天线，将信号引至该区域实现覆盖补充。漏缆安装高度应不小于2.5米，保证覆盖张角可辐射至两侧较远区域，双缆部署时，水平间距不少于0.5米。

该项目三家运营商共计引入3套系统，分别为2.6GHz（1套）+3.5GHz（2套），RRU主设备通过馈线馈入新型POI共享广角漏缆分布系统，建设成本将大幅度降低。所有无源器件（含POI、无源器件、馈线、天线等）支持频段为800MHz~3.7GHz，其中POI合路点每2层设置1个，全系统部采用500W DIN型接头，其系统拓扑结构图如图1所示。

图1 系统拓扑结构图

图2 标准层漏缆布放图

将无源双路分布系统的单位造价与广角漏缆进行对比测算，广角漏缆的每平方米建安费为6.22元，较无源双路分布系统的12.8元，下降51%。工程量明显减少，施工时间大幅度缩短。

小结：广角漏缆建设方案实施后覆盖效果与传统室分方案相当，均能满足运营商的验收要求，而且广角漏缆建设方案具有成本低、施工时间短、业主容易接受等优点。

2.2 公路隧道

公路隧道一般为单洞设置多条行车道，隧道横截面半径大，高度高，且汽车相比地铁、高铁列车车体损耗较小、车速低，因此综合考虑建设成本及实施难度，主要使用板状天线覆盖。天线间距可根据运营商接入的不同系统、隧道弯曲程度等，通过链路预算进行设定，建议为200~300米之间，保证各系统覆盖良好。

对于使用定向天线覆盖的存量公路隧道，可根据5G部署频段、原覆盖天线间距情况，选取不同的改造方案，通过更换POI或新增高增益天线对5G系统进行部署，实现与原2G/4G系统共点位。

（1）电信联通重耕2.1GHz做5G

电信联通重耕2.1GHz做5G使用时，仅需将原有2.1GHz的4G设备进行升级替换（或新增），4G POI更换为5G POI即可，改造成本低，工程可实施性强。

（2）电信联通3.5GHz做5G

电信联通使用3.5GHz做5G使用时，为保证高频系统与现存系统同覆盖半径，建议叠加一套新的5G无源分布系统。该系统需协调运营商使用大功率5G信源，采用3频POI进行合路后，馈入高增益隧道天线，与存量设备共点位部署，最大程度利用原有电源及传输配套资源。

下文以某一高速公路隧道为例，简述5G室内分布系统建设方案。

该隧道长度为2030m，为双向4车道。改造前，隧道内电信和联通已覆盖2.1GHz频段的信号，采用RRU+天线的建设方案。设备点间距约300m，公网设备设置于疏散通道内，RRU通过馈线与2副天线连接，天线挂高4m，采用背靠背方式挂设。

经现场勘察和资料核实，该套分布系统的频段兼容5G，运营商采用重耕2.1GHz做5G的技术方案，该方案具有改造成本低、工期短、业主易接受等特点。实施后，隧道内5G覆盖效果良好，覆盖边缘场强、数据速率等主要指标达到验收标准。

3 结语

建造成本高一直是5G室内分布系统建设方案的痛点。本文通过分析5G室内分布系统低成本建设思路及某SOHO的5G室内分布系统建设案例，提出POI+广角漏缆的技术方案，为后续运营商低成本建设5G室内分布系统提供技术解决方案。