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    5G手機信號放大器室內覆蓋方案

    2021-01-13 16:47:36

    室內應用是5G業務的主戰場,據預測5G時代約85%的業務流量將發生在室內場景,室內覆蓋的好壞直接關系到5G室內應用的體驗,今天我們聊一聊5G時代的室內覆蓋怎么建設。


    我們先從最簡單的開始,比如說覆蓋簡單的居民樓。


    有小伙伴這樣想,在房子里面專門部署一個基站??梢詥?這種辦法當然可以,但……太費錢!

    那么有沒有更省錢的辦法?

    可不可以用室外的基站來覆蓋這個房子,這種方式更節省成本,也能滿足用戶的需要。


    這種方式就是室外基站覆蓋室內,顧名思義是通過室外的基站來兼顧對室內的覆蓋。在5G網絡建設的初期,這種方案由于網絡建設快,投資成本低,受到運營商的青睞。

    那對于高樓大廈的室內覆蓋,是不是也可以直接用這種方式呢?

    4G宏站的無源天線只有一個波束,水平波瓣很寬,垂直波瓣比較窄,通過下傾角來滿足水平覆蓋,導致高層建筑的信號較差,無法滿足高樓覆蓋的要求。

    5G引入Massive MIMO技術,宏站具有了波束賦形能力,由于運營商普遍采用水平7/8個波束配置,雖然水平方向覆蓋達到了最優,但是在垂直方向覆蓋有限,還是無法滿足高樓覆蓋需求。此外高樓大廈復雜的墻體結構會削弱室外基站信號。5G時代,容量、時延、可靠性有了更高的要求,室外基站覆蓋室內方案遇到高樓大廈就顯得力不從心。


    那么室外基站對于高樓大廈是不是徹底無能為力了呢?

    簡單的室外基站覆蓋當然不行了。中興通訊針對這種問題,推出了一種SSB 1+X方案,通過創新型立體覆蓋來提升宏站對高層樓宇覆蓋能力,關于SSB 1+X方案的介紹,請參見:

    SSB 1+X:不管你站得多高,都讓你的手機信號滿滿!


    除此之外,對于大型樓宇我們還有沒有其他的覆蓋辦法?

    機智的小伙伴可能會想,既然信號被墻壁削弱了,那我們就把信號引進來,問題不就解決了。


    怎么引過來呢?我們知道無線信號是由天線發送接收的,如果我們在室內部署上天線,信號不就進來了嗎。

    這實際上就是DAS(Distributed Antenna System,分布式天線系統)的思路,通過耦合器、功分器、合路器等無源器件對RRU的射頻信號進行分路傳輸,將信號盡可能平均分配至每一副天線上,從而實現室內信號的均勻分布覆蓋。


    其實DAS方式在2G/3G中已經大量使用,技術的成熟度也高,但到了5G時代,面對5G大容量需求,卻顯得有些捉襟見肘??赡苡行』锇椴灰詾槿?,認為增加容量不就是多加一些天線的事情嗎?原先一副天線不能滿足的,現在再增加一副天線不就解決問題了嗎?

    想法是美好的,但現實卻是殘酷的!這種改造實際建設時成本比較高,難度比較大。

    那么有沒有對現有DAS系統不用改動或者少改動就可以提高網絡容量的方法?我們既要馬兒跑,又要馬兒不吃草!然而還真有這么一種改造思路,這就是中興通訊推出的多通道聯合收發方案。


    這種思路也不是憑空而來,我們舉個工作中的例子。

    如果辦公室的電腦顯示器尺寸比較小,而且一時也沒有采購大屏顯示器的預算,于是有小伙伴會用兩個顯示器組成雙屏來辦公,辦公效率大大提升。

    和這個類似,多通道聯合收發方案利用一個或多個RRU的不同通道,把DAS分布式系統的多個收發節點聯合起來構建一個更多維度的多天線收發系統,實現上/下行更多流MIMO傳輸,提升系統容量。

    簡單說來,之前的天線一個個是獨立的給用戶收發數據,現在把幾個天線聯合起來給用戶收發數據。


    這種多通道聯合收發方案不用改變傳統DAS系統網絡架構,避免了DAS系統改造工作量大、成本高、站點資源協調困難等問題,僅僅通過軟件版本的部署即可快速實現傳統DAS網絡的性能的提升,并且可以兼容現有5G 終端,對于終端沒有任何限制。

    DAS系統有了多通道聯合收發方案的加持是不是就可以完美的解決所有的5G室內覆蓋的問題?

    其實還存在一個難點,4G的DAS網絡的無源器件僅能支持sub 3G 頻段,面對5G高頻網絡(sub 6G等)就束手無策了。


    那還有沒有其他的方法來提升室內覆蓋?

    對于小型樓宇專門部署基站顯然是投入產出不高,但是在一些大型場景如交通樞紐、體育場館、摩天大樓等,投入和產出的天平發生了傾斜。我們可以拾回前面的思路,考慮為這些大型場景專門部署室內基站,這就是有源數字室分方案。

    有源數字室分采用基帶單元(BBU)-匯聚單元(PBridge)-射頻單元(Pico RRU)三級架構。和室外宏站的區別是多了匯聚單元,RRU變成了Pico RRU。Pico RRU的體積更小,部署更方便,容量大,配置靈活,因此有源室分方案成為了大容量,優體驗的高價值區域的首選方案。


    有源數字室分方案在4G時代已經廣泛應用了,為了能在5G時代大有作為,有源數字室分方案面臨著三大問題需要解決。

    降低成本

    成本是室內覆蓋建設考慮的重要因素之一,如果一套室內覆蓋方案成本過高,就會讓運營商望而卻步。

    Pico RRU是有源數字室分主要的成本構成,Pico RRU頻段和通道數越多,成本越高。因此降低的成本關鍵在于降低網絡中Pico RRU 的成本??紤]到不同室內覆蓋場景的容量需求差異大,導致對Pico RRU的頻段和通道需求差異大,如果采用單一的產品配置,顯然滿足不了室內覆蓋的需要,因此可以通過細分場景,按需配置相應產品和方案來實現最精準的投資。


    除此之外還有個思路是共建共享。多家運營商共享室分系統,不僅可以分攤5G網絡建網成本,減少資源浪費,還可以增加頻譜帶寬,提升用戶體驗。


    高效運維

    有源數字室分方案由于Pico RRU高集成度、高發射功率、數量多的特點,面臨著運維和設備能耗管理的考驗。5G時代,有源數字室分通過可視化管理和智能化節能來解決這一難題。

    可視化管理就是通過生成建筑物模型,按樓層直觀展示Pico RRU的部署位置信息,同時以Pico RRU單元為粒度生成性能數據,并給出針對性的網絡優化建議。


    智能化節能就是借助AI和大數據技術,在保證網絡KPI的基礎上,使節能效果最大化,實現能耗與性能的最佳平衡。


    擴展新業務

    運營商希望有源數字室分系統能夠挖掘網絡潛力,開放網絡能力,擴展新業務。對此有源數字室分系統又有哪些應對措施呢?這就要結合MEC移動邊緣計算能力,可以進一步優化業務體驗,使能增值業務,開放網絡能力,提供定制化的服務。

    解決了這三大問題,有源數字室分方案如虎添翼,在5G時代將會大放異彩.


    最后我們回顧一下,現有的室內覆蓋方案主要分為3種:室外基站覆蓋室內、傳統無源DAS和有源數字室分。



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