LabsAbstract5G网络具有室内外同频组网和增强室外宏站深度覆盖能力的特点。同时，室内网络频段和覆盖方式的变化都会影响室内覆盖性能。产生影响。本文从5G室内覆盖性能分析入手，分析了室内覆盖网络面临的室内外同频干扰和传统室内分布升级等问题，给出了5G室内覆盖网络规划升级的关键解决方案建议。4G时代，室内成为用户服务的主要区域。5G时代，智能家居、智能工厂、AR/VR等5G应用70%以上发生在室内。加之用户业务需求的增长，室内网络将成为运营商在5G网络中获得竞争优势的主战场。5G室外宏站采用64T64R大尺寸天线，宏站深度覆盖较4G进一步提升。同时，室内外同频组网，宏站对室内覆盖系统的同频干扰成为5G室内覆盖的新问题。5G深度覆盖采用什么样的建设方式，已经建设的大量室内分布系统是否可以直接升级，室内外同频组网对室内覆盖系统性能是否有影响等.,成为5G室内覆盖需要关注的核心问题。本文在分析传统室内分布系统向5G升级以及分布式微微基站等新型室内分布系统性能的基础上，发现并提出了5G网络升级需要注意的问题。室内分布系统，以及室内外同频干扰对室内性能的影响，对5G室内分布系统的规划提出指导性建议，对5G前期室内深度覆盖网络建设提出指导意见。5G网络建设。一、5G室内覆盖系统性能分析1.1传统室内分布向5G升级的性能分析目前，传统DAS系统占室内覆盖系统的90%以上。传统室内分布直接结合5G信源，快速实现5G覆盖是5G网络建设的规划之一。如果采用传统机房分布的直接升级方式进行5G建设，可直接安装5GRRU，更换支持5G全频段的合路器即可实现5G升级。传统房间分配系统的直接升级要求房间分配系统无源器件的工作频段支持2.6GHz。据统计，2015年以后入网的房间分配系统组件可支持2.6GHz频段，具备直接升级的基础。本节选择已建立双通道房间分布的场景，进行5G和LTE在单通道和双通道条件下的性能对比测试。图1为单通道机房分支升级到5G时LTE与5G的性能对比分析结果。从测试结果可以看出，在该测试场景下，LTE单通道系统下行峰值速率约为50Mbit/s，边缘区域下行速率约为25Mbit/s，上行峰值速率为约10Mbit/s，边缘区域上行速率约3Mbit/s。通过SourceFeed直接升级到5G后，下行峰值速率可达400Mbit/s，边缘区域下行速率约为150Mbit/s，上行峰值速率为60Mbit/s，边缘区域上行速率为大约5Mbit/ss。从测试结果可以看出，单通道系统直接升级到5G后，性能有了很大的提升。仅在上行边缘区域，受信号质量影响，性能提升不明显。图15GNR单通道室分性能测试结果分析在现有测试场景下，进行双向组合实现5G2*2MIMO双路室分，LTE和5G的性能对比测试双通道的情况下进行。对于采用SA模式的2T4R终端，5G双通道系统下行峰值速率约为800Mbit/s，边缘区域下行速率约为200Mbit/s，上行峰值速率约为120Mbit/s，上行边缘区域速率约为10Mbit/s。从下图2的测试结果可以看出，相比单通道系统，升级到5G后双通道系统的性能有了很大的提升。与使用1T2R的LTE终端相比，5G上行边缘速率也有明显提升。图25GNR双通道室内分布性能测试结果分析1.2新型室内分布与传统室内分布性能对比5G室内覆盖系统主要包括三种不同的方式：单通道室内分布、2T2R和4T4R。本节主要对比传统单通道3种室内覆盖性能：1路室内分布、2*2MIMO传统室内分布、4T4R新型室内分布。图3新型室分与传统室分性能对比分析边缘速率约为350Mbit/s，性能大幅提升。由于运营商对5GNR帧结构配置的差异等因素，双向MIMO系统组合与4T4R数字室分的下行性能差异较小，但MIMO组合系统与4T4R的差异数字房间分布明显。而且，帧结构配置的差异在一定程度上提升了竞品4T4R上行的性能，上行速率将成为室内覆盖的瓶颈。2.5G室内覆盖系统面临的主要问题2.1室内外同频干扰影响室内覆盖性能5G室内外使用2.6GHz组网，同频组网引入干扰问题，尤其是室外宏站负载时。5G室内深度覆盖网络建设初期需要充分考虑对室内性能的影响。选取4T4R分布式微微基站部署的室内场景，对室内外同频干扰进行测试分析。开启室内覆盖设备，室外宏站空置时，室内平均下行速率为609Mbit/s，室外宏站快50%。在受到干扰的情况下，室内平均下行速率下降到438Mbit/s，平均容量损失为28.1%，如表1所示。表1室外空气干扰/加扰条件下的室内性能分析图4显示了室内外不同等级差异情况下室内用户的速率分布。据统计分析，当室内外信号电平差在-5dB以上时，室外50%负载条件下速率损失达到44%，当室内外信号电平差为0~5dB时，室内用户容量下降损耗为30%，当室内外信号电平差为5~10dB时，室内用户性能损耗可降至20%以下。室内外同频组网，室外对室内性能影响很大，尤其是当室外信号强度高于室内信号时，性能损失达40%以上。为保证室内用户性能，室内覆盖网络的信号强度必须比室外高6dB，以保证室内用户性能损失在20%以内。图4室内外电平差对室内性能影响分析2.2传统室内分布升级可行性分析5G在室内使用2.6GHz频段，与LTE使用的2.3GHz频段相比，功分器的插入损耗，耦合器直通端，天线为2.6G频段和2.3G频段基本一致，相差0.01dB左右，影响极小。耦合器耦合端有1.41dB损耗，2.6G的1/2馈线百米损耗比2.3G高1.4dB。7/8馈线的百米损耗比2.3G的2.6G高0.9dB。同时考虑到壁面损耗和空间损耗的差异，理论评估表明2.6GHz和2.3GHz的损耗差异约为4.2dB。通过对空口覆盖性能测试的对比分析，实际测试中的空口差异平均值约为4.6dB。分析数据如下：表2所示。表2LTE与NR空口覆盖效果对比分析根据分析结果，进行4G/5G性能对比分析。根据4GMR覆盖要求，估计RSRP大于-110dBm的采样点比例大于90%。4GMR覆盖必须满足RSRP大于105dBm的采样点比例高于90%的要求。2.3双通道失衡对5G性能的影响对于已经部署了LTE双通道室内分布的系统，可以直接升级到5GNR。本节主要分析双通道不平衡对5GNR性能的影响。如图5所示，两通道相差5dB时性能损失率约为20%，两通道相差10dB时性能损失率平均约为30%，性能损失在远点就更大了。因此，为保证5G性能，在使用双通道DAS系统时，至少两个通道的电平差应在5dB以内。图5双通道失衡对5GNR性能的影响分析对于LTE网络，采用Rank2比率来评价双通道平衡，如表3所示。当双通道差值为0dB时，比例Rank2的比例为76%，当两个通道相差5dB时，Rank2的比例约为60%。因此，可以用Rank2的比值来评价双通道的平衡性。表3室外空气扰动/加扰条件下室内性能测试对比分析当Rank2比例小于60%时，双向失衡影响5GNR20%以上的性能。因此，在进行现有的双通道室内分合5G时，需要先进行双通道平衡改造。3.结语5G室内覆盖性能较LTE有明显提升。新型4T4R设备的下行性能较竞品有优势，但上行性能成为瓶颈。同时，室外同频干扰也成为影响室内网络性能的关键因素。为保证室内覆盖性能损失不超过20%，在规划室内覆盖时，应将室内信号规划为比宏站信号高6dB。目前90%的室内场景都部署了传统的室内分布。升级到5G时，需要考虑LTE系统覆盖性能的差异和MIMO系统双通道平衡对性能的影响。5G升级前，先对传统室内分布系统进行质量评估。只有LTE室内分布系统满足覆盖要求，双通道电平差小于5dB，才能保证网络性能，通过直接5G升级满足后续5G业务等需求。【本文为专栏作家《移动实验室》原创稿件，转载请联系原作者】点此阅读更多本作者好文
