基于5G的共享室分網絡建設室分研究

作者簡介：茍锃杰（1987— ），男，山西太原人，工程師，學士；研究方向：無線通信。

摘要：室分業務作為通信業務的重要組成部分，其具有較高的經濟價值。在5G業務占比中，室分業務占比可達80%以上。目前，5G通信設備造價較高，在各運營商獨立建設的情況下，其存在重復性建設、資金投入大等難題。多家通信設備共存的現狀為后期的室內通信業務的統一管理設置了諸多障礙。為此，在5G技術發展的背景下，5G室分業務采用共享技術實現5G通信網絡的共建、共享、共贏。此舉不僅可有效降低通信網絡的建設成本而且可實現5G通信網絡的管理效率的有效提升。

關鍵詞：5G通信；室分網絡；統一管理；共享

中圖分類號：TN914? 文獻標志碼：A

0? 引言

毫米波通常是指頻率為GHz級別的電磁波［1］。由于毫米波的穿透能力十分有限，從室外搭設基站向室內進行穿透輻射的技術路線顯然是行不通的。為此，設計人員在進行通信設計時，需要添加室分系統將室外的通信信號引入室內。根據權威數據預測，室分業務在4G時代的業務量占比為70%。隨著4K高清、遠程醫療等業務為代表的新技術的應用，5G室分業務量占比可達80%以上。5G室分業務的建設需要投入大量的相關設備，其投資規模較為龐大。由于通信技術的快速迭代，在6G通信的概念已提出的今天，各通信運營商的投資獲益周期縮短，其存在著較大的5G網絡建設資金壓力。為了解決以上問題，本文將共享理念引入5G室分網絡的建設中，其不僅可有效降低各通信運營商的建設成本，而且也可為后續通信技術革新的網絡建設提供有益參考。

1? 5G室分網絡的建設現狀

室分網絡的建設在2G～4G時代主要由各大通信運營商進行單獨建設。目前，在5G室分網絡基站建設中，由于用戶存在大量的需求，5G的市場前景被業內人士廣泛認可。由于投入成本較高的原因，5G建設的深入推廣受到了較大影響。經過相關數據測算，5G室分網絡前期投資規模大約在7 000～10 000億。加之中后期的建設與運維等，其費用將更加高昂。

此外，現有室分業務的組網仍然是面向各運營商已有通信網絡。現有通信技術無法達到5G要求的3.5 GHz及以上的要求。2018年以后有些較新的基站能夠達到2.6 GHz的要求，其存在升級的可行性。但是，在原有基站基礎上進行改造，基站的改造成本同樣較高。此外，由于城市土地資源的稀缺性，基站的建設規模不能一直被放大。三套5G室分系統獨立添加的模式已經沒有足夠的發展空間。面對5G室分網絡的建設，建設模式的創新勢在必行。

2? 5G室分共享網絡的構建思路

5G室分網絡主要包括無源室分系統、有源微站兩種通信網絡形式［2］。無源室分系統主要面向一般應用場景，例如：人口密度低、低容量、廣覆蓋的區域，包括居民區、中小型建筑區等。無源室分系統建設成本造價較低，易于維護。無源室分共享網絡的建設核心思路為通過一種中間轉換裝置POI，實現多種通信信號的聚合以及輸出，包括NR、GSM、LTE、CDMA等。有源微站主要應用于人員密集的大型辦公場所區域，其可定制化滿足多種業務需求。在有源微站的網絡架構中，RRU為射頻拉遠單元，BBU為基帶處理單元。RRU與BBU之間的連接可通過光纖進行連接。有源微站的通信組網十分靈活。一個BBU基帶處理單元可以與多個RRU射頻拉遠單元進行連接。

3? 5G室分共享網絡的POI共享技術

目前，針對室分共享網絡，設計人員應用最廣泛的是針對無源室分網絡的POI技術。POI為多系統接入平臺Point of Interface的簡稱。以無源室分系統為例，無源室分系統的POI組成架構包括異頻合路器與電橋兩大部分。異頻合路器的作用為可通過諧振腔選頻方式對多路信號進行合成。其優點是插損小，帶外抑制度高。帶外抑制指標是合路器較重要的指標之一，帶外抑制不夠，會造成GSM與CDMA之間的相互干擾。異頻信號經過異頻合路器處理后轉變為同頻信號。同頻信號通過電橋將基站同頻輸入信號進行合路。電橋的使用也同時保證了所有輸入信號實現等幅兩路輸出。表1涵蓋了目前主流使用的通信信源及其頻段。

表1列出了當前主流通信信號及其頻段。當前的室分系統以2.1 GHz以下數量最多。基于此，本研究可將POI分為普通型和末級合路型兩種。普通型POI適用于通信要求不高的室分網絡以及新建的室分網絡。普通型POI可有效滿足用戶中、低頻段頻譜使用要求。存量且有5G改造需求的室分網絡可加裝末級合路型POI，實現2.6&3.5 G的信號接入。此舉可快速實現5G設備在已有基站的加裝。

針對隧道、地下等環境的室分網絡的搭建時，設計人員通常選用漏纜的形式進行隧道內通信信號的覆蓋。在同一傳播介質中，不同頻率的通信信號對應波長不同。頻率越高，波長越短，覆蓋距離越短。表2為低頻信號與高頻信號的一種對比。

如表2所示，筆者選取電信、移動兩家企業的通信信源信息進行對比分析。經過數據分析可知，低頻信源的覆蓋距離可達到高頻信源的1.8倍及以上。低頻信源的覆蓋能力較強，低頻信源主要集中于800MHz以下，滿足基本的通信需求。為了減少對低頻譜資源的占用問題，設計人員為解決以上問題，引入一種新型POI技術實現低頻信號的中繼，即透傳型POI技術。

在隧道內，設計人員在進行POI低頻信號的部署時，通常采用普通POI+透傳POI綜合布局的技術實現隧道內高低頻通信信號的分布［3］。透傳型POI的工作原理如圖1所示。

如圖1所示，透傳型的POI的ANT1與上級POI的ANT1口相連。透傳POI的低頻合路器可實現ANT2口與下級POI ANT1口連接，進而實現低頻信號在隧道內的“延伸”。高頻信號由于頻譜資源充裕則可在透傳型POI進行信號注入。在進行整個隧道的信號覆蓋時，設計人員可根據用戶使用需求進行定制化開發。在隧道內，其不同信號覆蓋如圖2所示。經過實際測試，其低頻信號發射裝置數量有效減小。在節省低頻資源的情況下，低頻信號的覆蓋范圍與強度沒有受到影響。此種覆蓋方式下，設計方經過粗略估算，其低頻設備的使用數量將下降40%以上。“普通POI+透傳POI”的模式可以有效降低通信器材的總體成本。由于現場簡化了施工，其施工周期也會進行相應縮短。

4? 結語

5G技術為我國的社會發展注入了新的活力。但是，5G建設由于較高的建設成本與重復建設的問題阻礙了5G技術的深入推廣。因此，本文將“共享”理念引入5G室分網絡建設。筆者首先針對5G室分網絡的建設現狀進行闡述分析，提出共享的必要性并對共享關鍵技術——POI技術進行深入分析，并針對不同的應用場景進行模型搭建，為5G室分共享網絡的建設提供參考。

參考文獻

［1］楊孫昆.5G系統中毫米波通信性能的分析與研究［D］.北京：北京郵電大學，2021.

［2］孫勝齊.5G網絡室分建設思路［J］.電子技術與軟件工程，2018（19）：21.

［3］胡梢華.基于透傳型POI的地鐵通信網絡多系統協同覆蓋探討［J］.通訊世界，2017（11）：66-67.

（編輯? 王永超）

Research on the construction of shared room network based on 5G

Gou? Zengjie

（China Tower Co.， Ltd.， Jinzhong Branch， Jinzhong 030600， China）

Abstract：? As an important component of communication services， room separation services have high economic value. In the proportion of 5G business， the proportion of branch business can reach over 80%. At present， the cost of 5G communication equipment is relatively high. With independent construction by various operators， it faces challenges such as repetitive construction and large capital investment. The coexistence of multiple communication devices has created many obstacles for the unified pipeline of indoor communication services in the later stage. Therefore， in the context of the development of 5G technology， 5G room division business adopts sharing technology to achieve the co construction， sharing， and win-win of 5G communication networks. This not only effectively reduces the construction cost of communication networks， but also improves the management efficiency of 5G communication networks.

Key words： 5G communication; division network; unified management; sharing