5G室内分布覆盖
袁业文 王海根 王银红 陈力 罗浩
【摘要】 ? ?随着科学技术的发展，我国逐渐走入5G时代，电子信息技术已经步入新的发展阶段。目前，5G技术完成了大规模的数据接入，实现了网络高速率和低延迟的性能。同时，在网络室内覆盖方面，传统基于4G网络的室内覆盖方案已经无法满足目前人们对于通信及信号的需求，因此亟待研究新型的5G室内覆盖方案。例如要进行更远距离传输，减少穿透损耗，就应采用更加密集的组网形式，而建设室内小基站是实现5G室内场景的必然建设趋势，也是解决信号密集分布覆盖所产生相关取电问题的关键。本文主要分析5G数字化室内网络的一些设计思路，以为5G的室内发展提出一些分布覆盖的意见。
【关键词】 ? ?室内5G ? ?分布覆盖 ? ?数字化基站 ? ?网络设计
随着生活条件的提升，人们对于数字化信息技术的要求也越来越高，数据流量的需求也在不断地增长，主要得益于网络通信技术的加速发展，目前大众使用较多的4G网络绝大部分都是在室内使用的，按照这种趋势，5G的发展很有必要研究室内移动网络速度，对此进行铺设研究，未来，5G将快速发展广泛应用于生活当中，其室内分布覆盖也是目前技术研究的重点，对于目前的需求，在室内场景中，要满足众多人群的增长容量以及大密度的数据连接，并且降低延时程度进行精准的GPS定位，这有这样，才能更好地发展5G技术。
一、5G室内覆盖具有市场需求
1.1业务需求面临的挑战
5G技术的出现能够给用户一种全新的使用体现，与传统的技术相比，5G互联网技术更加发达，出来提供更加快速的数据业务服务，还能改变用户对于网络世界应用的习惯，基于这种改变，5G面临较大的业务需求上的压力：
1. 5G的一大特征是具有高度的开放性，并且不再局限于简单的互联网语音及数据服务，它可以扩展到其他公共区域中，对于并行的垂直行业也会有涉及，使得5G可以满足互联网信息技术切片等功能，并且满足其他业务发展的需求[1]。
2. 5G业务有着较高的可靠性，这种心梗主要体现在通信的稳定性上，因为传统的高速一定业务主要是由于通信的半径较小，因此在信息数据传输时面临较大的隐私泄露分线，这也是互联网时代，人们关心的重要问题，5G发展具备较大的可靠优势。
3. 5G有着时延性更小的特点，能满足不同场景下对于通信的需求，并且5G的时延传输最低能够保持在1ms以下，这种速度远远低于常用的4G网络时延性，从架构上来看，5G已经发生了根本的变革，全面进入触觉化的互联网形态中，极大的提高了用户的体验感，比如未来将会发展的远程医疗服务，更好地应用了互联网的功能，从根本上改变人们的生活习惯，并且这种时延性能够改变企业的生产模式，使企业的生产逐步走向智能化。
4. 5G具有较强的灵活性，提高互联网的连接率，大范围的普及连接效率，海量的数据进行无线连接，造成网络集中程度较为密集，因此，网络维护者面临较多的网络干扰，这是互联网带来的巨大挑战。5G能够实现及时扩容，根据实际数据需求量进行智能化合理分配，针对不同的区域进行优化安排，并且其传输速率极高，能够满足虚拟技术的相关要求，比如人们常见的高清视频可以进行实时播放，巨大的流量消耗对于网络运营也是一种挑战[2]。
1.2業务开展面临的挑战
5G业务开展过程中会涉及到许多其他新的业务，比如虚拟现实技术以及增强现实技术等，在技术研究的前期，需要5G完善网络铺设工作，增加室内网络分布覆盖，一旦，完成铺设这些终端技术将会极大的改变市场环境以及人们的生活。另外，高清视频技术也逐步在发展，为真实世界带来更高的视觉体验，能够让人及时体验到真实感受。5G技术的发展提高了物联网的速率，实现了万物互联的状态，并且在很大程度上提高传输的时效性，这些全新的业务开展需要扩大无线网络的容量，增加无线网络的带宽，以此满足5G未来发展的刚性需求，也将成为5G网络技术的核心要素。未来信息化时代的到来，会加速智能终端设备入户，由此带来网络流量的爆炸式增长，如何完善5G网络室内分布覆盖则是关键，其中需要重新组织网络架构，保证网络容量的宽度满足大规模增长的需求。另外，由于5G网络技术所应用到的频段相较于4G来说更高，可以动C波段以及毫米波频上着手，以此满足5G信号穿墙的需求，在众多链路损耗的限制下，满足室内网络传输的速度，最终保证5G应用设计达到要求[3]。
二、室内覆盖方案的选择
2.1室内分布系统简介
室内分布系统指的是将无线信号在室内场景下进行网络覆盖，确保无线信号可以分布在建筑的角角落落，便于多范围的信号接受，以此改善信号接受不稳定的现象。为了更加畅通的信号分布，一般采用多种无源器件，能够更好的分离信号，这些器件主要包括功分器、耦合器、路由器等。
基于分布系统的设计，可以看做是三个部分的合作，即基带部分、天馈部分以及射频部分，这三个部分分工协作，并且相互连接扩展，最终保证在室内环境下无死角的全部覆盖无线网络。
2.2室内覆盖改造方案
5G技术的室内覆盖需要对原有的覆盖方案进行改造，首先，原有的无源器件需要重新更新，尽管新的器件技术已经被研发出来，可以支持3.5GHz的高频率，但是为了5G网络的稳定还是需要更换，目前宽频的器件已经被广泛地应用于网络通信技术当中，其天线支持6GHz的高频率，但是其他无源器件，比如功分器和耦合器无法满足这个频率，因此需要更换。一旦开始实施无线传输的改造工程，就需要付出一定的代价完成改造，不然就会损失重大。5G技术主要采用的C波段的信号，这种信号与传统的3GHz频段相比，会产生更多的链路损耗，尤其是在室内信号穿墙的时候，一般损耗回答道8-13dB，这种形式限制了5G的传输距离，面对更加高频的毫米波频段，随之增加的损耗会导致5G信号失去穿墙的功能。部分研究人员通过虚拟技术进行模拟，发现C波段的链路损耗与传统的损耗差距非常明显，相差达到8dB。
未来的互联网时代，离不开5G的分布覆盖，因此，5G的网络改造将是一项长期工程，而目前室内主要应用的还是以4G为主，未来4G与5G将会很长一段时间处在共存的局面，部分建筑室内已经覆盖了高频和低频网络，以此满足不同的需求，但是大部分设备20W的功率一旦过渡到5G高频波段，就将产生200W的功率，传统的技术无法实现这么高的发射频率，一般需要采用RRU平层分离部署法，但是这种办法需要解决的是分馈线损耗的问题。
目前，用户使用网络的速率以及容量提升的办法主要是依靠多输入和输出，但是5G具备高频和带宽的优势，更容易满足用户的体验，但是在部署时，要考虑同时部署4G网络和5G网络，并且进行分离式的部署，确保同时覆盖，面临室内较为复杂的分部机构，需要注意室内天线以及馈线的分布位置，改造具有极大的难度，一般是不建议采用的这种在传统室内分布系统的中进行5G网络布置的方式。
三、室内网络覆盖的建设
未来将是5G时代，届时网络会实现分层组网，底层的网络结构会长期存在，最简单的应用是解决手机的有关应用。在这种基础上再开始进行C波段的引入，以此实现更多更完善的功能，因此在初期建设5G网络時，首先需要利用点状覆盖的方式对大型密集场所进行覆盖，以此实现5G应用的逐步推广，接着再进行片状的覆盖，满足一定区域内用户对于网络的需求，最后，对于覆盖的区域进行补充，实现完全的覆盖，完成5G网络信号的普及，使得室内网络升级成5G网络，实现数字化室内分布网络资源的多重利用，尽可能的最大优化5G应用覆盖面，并且建立专门的数字化室内分布系统，支持多频率模式，实现用户各种需求，无缝切换多重网络。这种模式的组网结构比较简单，主要包括亟待处理单元、数据交换单元以及数字化远端射频模块集成天线，满足不用的场景，切换所需的单元器件即可。数字化室内分布系统能够实现室内覆盖主要得益于其升级方案，能够提供更加便捷的操作方式，因此施工也比较简便。5G网络的带宽尽管非常大，但是普通的光线以及接口也能接入，避免在改造时需要换线，只需要更换数据交换单元以及数字化天线，极大的提高了改造效率。并且如果这种室分系统如果接入了高速光纤，其性能也会大大提升，帮助用户体验更快速的网络世界。
新型的数字化室分系统设计思路更加快捷，不需要改造分布系统，也不需要增加数字天线，便于人们更加快速的使用5G网络技术[4]。
参 ?考 ?文 ?献
[1]陈达. 5G室内覆盖系统演进的挑战及部署方案[J]. 电信快报， 2020（03）：12-14.
[2]张海. 5G室内分布覆盖研究[J]. 信息通信，2020（10）：193-195.
[3]丁超，姚利民. 5G时代室内覆盖解决方案研究[J]. 广东通信技术， 2019，39（08）：25-29.
[4]彭丽. 5G室内覆盖方案改造及发展趋势[A]. 中国通信学会.2019中国信息通信大会论文集（CICC 2019）[C].中国通信学会，2019：2.
