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5G手机信号放大器室内覆盖方案

信息摘要:
室内应用是5G业务的主战场,据预测5G时代约85%的业务流量将发生在室内场景,室内覆盖的好坏直接关系到5G室内应用的体验,今天我们聊一聊5G

室内应用是5G业务的主战场,据预测5G时代约85%的业务流量将发生在室内场景,室内覆盖的好坏直接关系到5G室内应用的体验,今天我们聊一聊5G时代的室内覆盖怎么建设。


我们先从最简单的开始,比如说覆盖简单的居民楼。


有小伙伴这样想,在房子里面专门部署一个基站。可以吗?这种办法当然可以,但……太费钱!

那么有没有更省钱的办法?

可不可以用室外的基站来覆盖这个房子,这种方式更节省成本,也能满足用户的需要。


这种方式就是室外基站覆盖室内,顾名思义是通过室外的基站来兼顾对室内的覆盖。在5G网络建设的初期,这种方案由于网络建设快,投资成本低,受到运营商的青睐。

那对于高楼大厦的室内覆盖,是不是也可以直接用这种方式呢?

4G宏站的无源天线只有一个波束,水平波瓣很宽,垂直波瓣比较窄,通过下倾角来满足水平覆盖,导致高层建筑的信号较差,无法满足高楼覆盖的要求。

5G引入Massive MIMO技术,宏站具有了波束赋形能力,由于运营商普遍采用水平7/8个波束配置,虽然水平方向覆盖达到了最优,但是在垂直方向覆盖有限,还是无法满足高楼覆盖需求。此外高楼大厦复杂的墙体结构会削弱室外基站信号。5G时代,容量、时延、可靠性有了更高的要求,室外基站覆盖室内方案遇到高楼大厦就显得力不从心。


那么室外基站对于高楼大厦是不是彻底无能为力了呢?

简单的室外基站覆盖当然不行了。中兴通讯针对这种问题,推出了一种SSB 1+X方案,通过创新型立体覆盖来提升宏站对高层楼宇覆盖能力,关于SSB 1+X方案的介绍,请参见:

SSB 1+X:不管你站得多高,都让你的手机信号满满!


除此之外,对于大型楼宇我们还有没有其他的覆盖办法?

机智的小伙伴可能会想,既然信号被墙壁削弱了,那我们就把信号引进来,问题不就解决了。


怎么引过来呢?我们知道无线信号是由天线发送接收的,如果我们在室内部署上天线,信号不就进来了吗。

这实际上就是DAS(Distributed Antenna System,分布式天线系统)的思路,通过耦合器、功分器、合路器等无源器件对RRU的射频信号进行分路传输,将信号尽可能平均分配至每一副天线上,从而实现室内信号的均匀分布覆盖。


其实DAS方式在2G/3G中已经大量使用,技术的成熟度也高,但到了5G时代,面对5G大容量需求,却显得有些捉襟见肘。可能有小伙伴不以为然,认为增加容量不就是多加一些天线的事情吗?原先一副天线不能满足的,现在再增加一副天线不就解决问题了吗?

想法是美好的,但现实却是残酷的!这种改造实际建设时成本比较高,难度比较大。

那么有没有对现有DAS系统不用改动或者少改动就可以提高网络容量的方法?我们既要马儿跑,又要马儿不吃草!然而还真有这么一种改造思路,这就是中兴通讯推出的多通道联合收发方案。


这种思路也不是凭空而来,我们举个工作中的例子。

如果办公室的电脑显示器尺寸比较小,而且一时也没有采购大屏显示器的预算,于是有小伙伴会用两个显示器组成双屏来办公,办公效率大大提升。

和这个类似,多通道联合收发方案利用一个或多个RRU的不同通道,把DAS分布式系统的多个收发节点联合起来构建一个更多维度的多天线收发系统,实现上/下行更多流MIMO传输,提升系统容量。

简单说来,之前的天线一个个是独立的给用户收发数据,现在把几个天线联合起来给用户收发数据。


这种多通道联合收发方案不用改变传统DAS系统网络架构,避免了DAS系统改造工作量大、成本高、站点资源协调困难等问题,仅仅通过软件版本的部署即可快速实现传统DAS网络的性能的提升,并且可以兼容现有5G 终端,对于终端没有任何限制。

DAS系统有了多通道联合收发方案的加持是不是就可以完美的解决所有的5G室内覆盖的问题?

其实还存在一个难点,4G的DAS网络的无源器件仅能支持sub 3G 频段,面对5G高频网络(sub 6G等)就束手无策了。


那还有没有其他的方法来提升室内覆盖?

对于小型楼宇专门部署基站显然是投入产出不高,但是在一些大型场景如交通枢纽、体育场馆、摩天大楼等,投入和产出的天平发生了倾斜。我们可以拾回前面的思路,考虑为这些大型场景专门部署室内基站,这就是有源数字室分方案。

有源数字室分采用基带单元(BBU)-汇聚单元(PBridge)-射频单元(Pico RRU)三级架构。和室外宏站的区别是多了汇聚单元,RRU变成了Pico RRU。Pico RRU的体积更小,部署更方便,容量大,配置灵活,因此有源室分方案成为了大容量,优体验的高价值区域的首选方案。


有源数字室分方案在4G时代已经广泛应用了,为了能在5G时代大有作为,有源数字室分方案面临着三大问题需要解决。

降低成本

成本是室内覆盖建设考虑的重要因素之一,如果一套室内覆盖方案成本过高,就会让运营商望而却步。

Pico RRU是有源数字室分主要的成本构成,Pico RRU频段和通道数越多,成本越高。因此降低的成本关键在于降低网络中Pico RRU 的成本。考虑到不同室内覆盖场景的容量需求差异大,导致对Pico RRU的频段和通道需求差异大,如果采用单一的产品配置,显然满足不了室内覆盖的需要,因此可以通过细分场景,按需配置相应产品和方案来实现最精准的投资。


除此之外还有个思路是共建共享。多家运营商共享室分系统,不仅可以分摊5G网络建网成本,减少资源浪费,还可以增加频谱带宽,提升用户体验。


高效运维

有源数字室分方案由于Pico RRU高集成度、高发射功率、数量多的特点,面临着运维和设备能耗管理的考验。5G时代,有源数字室分通过可视化管理和智能化节能来解决这一难题。

可视化管理就是通过生成建筑物模型,按楼层直观展示Pico RRU的部署位置信息,同时以Pico RRU单元为粒度生成性能数据,并给出针对性的网络优化建议。


智能化节能就是借助AI和大数据技术,在保证网络KPI的基础上,使节能效果最大化,实现能耗与性能的最佳平衡。


扩展新业务

运营商希望有源数字室分系统能够挖掘网络潜力,开放网络能力,扩展新业务。对此有源数字室分系统又有哪些应对措施呢?这就要结合MEC移动边缘计算能力,可以进一步优化业务体验,使能增值业务,开放网络能力,提供定制化的服务。

解决了这三大问题,有源数字室分方案如虎添翼,在5G时代将会大放异彩.


最后我们回顾一下,现有的室内覆盖方案主要分为3种:室外基站覆盖室内、传统无源DAS和有源数字室分。


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