Labs 摘要

5G 網絡具備室內外同頻組網和室外宏站深度覆蓋能力增強等特點，同時，室內網絡頻段及覆蓋方式的變化，都會對室內覆蓋的性能產生影響。本文從 5G 室內覆蓋性能分析出發，針對室內覆蓋網絡面臨的室內外同頻干擾和傳統室分升級等問題進行分析，給出了 5G 室內覆蓋網絡規劃升級時需要重點解決問題的建議。

4G 時代，室內已經成為用戶業務的主要區域。進入 5G 時代，智慧家庭、智能工廠和 AR/VR 等超過 70%的 5G 應用發生于室內，加之用戶業務需求的增長，室內網絡將成為運營商 5G 網絡具備競爭優勢的主戰場。5G 室外宏站采用 64T64R 大規模天線，宏站深度覆蓋能力較 4G 進一步提升，同時室內外同頻組網，宏站對室內覆蓋系統的同頻干擾問題成為 5G 室內覆蓋面臨的新問題。5G 深度覆蓋采用何種建設方式，已建設大量的室內分布系統能否直接升級，室內外同頻組網是否對室內覆蓋系統性能產生影響等問題，都成為 5G 室內覆蓋需要關注的核心問題。

本文基于對傳統室分系統升級至 5G，以及分布式皮基站等新型室分系統的性能進行分析，發現并提出了室分系統升級中需要關注的問題，室內外同頻干擾對室內性能的影響，并對 5G 室內分布系統規劃提出了指導性建議，在 5G 建網初期對室內深度覆蓋網絡的建設提出了指導。

1 5G 室內覆蓋系統性能分析

1.1 傳統室分升級至 5G 性能分析

目前，傳統 DAS 系統在室內覆蓋系統中的占比約為 90%以上，傳統室分直接合路 5G 信源，快速實現 5G 覆蓋是 5G 網絡建設的方案之一。

如果采用傳統室分直接升級的方式進行 5G 建設，可直接安裝 5G RRU 和更換支持 5G 全頻段的合路器，即可實現 5G 的升級。傳統室分直接升級，需要室分系統無源器件的工作頻段支持 2.6GHz。據統計，2015 年之后入網的室分系統，器件均可支持 2.6GHz 頻段，具備直接升級的基礎。

本節選取已建設雙路室分的場景進行 5G 與 LTE 在單路和雙路條件下的性能對比測試。單路室分進行 5G 升級時，LTE 與 5G 的性能對比分析結果如圖 1 所示。從測試結果可以看出，該測試場景下，LTE 單路系統下行峰值速率約 50Mbit/s，邊緣區域的下行速率約為 25Mbit/s，上行峰值速率約 10Mbit/s，邊緣區域的上行速率約 3Mbit/s。通過信源饋入的方式直接升級至 5G 后，下行峰值速率可達 400Mbit/s，邊緣區域的下行速率約為 150Mbit/s，上行峰值速率為 60Mbit/s，邊緣區域的上行速率約為 5Mbit/s。從測試結果可以看出，單路系統直接升級至 5G 后，性能得到較大幅度的提升，僅在上行邊緣區域，受信號質量的影響，性能提升并不明顯。

圖 1 5G NR 單路室分性能測試結果分析

在已有測試場景下進行雙路合路，實現 5G 的 2*2MIMO 雙路室分，并進行 LTE 與 5G 在雙路情況下的性能對比測試。采用 SA 模式的 2T4R 終端，5G 雙路系統下行峰值速率約 800Mbit/s，邊緣區域的下行速率約為 200Mbit/s，上行峰值速率約 120Mbit/s，邊緣區域的上行速率約 10Mbit/s。

從下圖 2 的測試結果可以看出，對比單路系統，雙路系統升級到 5G 后的性能均有大幅度提升，相比 LTE 終端采用 1T2R，5G 上行邊緣速率也有明顯的提升。

圖 2 5G NR 雙路室分性能測試結果分析

1.2 新型室分與傳統室分性能對比

5G 室內覆蓋系統主要有單路室分、2T2R 和 4T4R 共 3 種不同的方式，本節主要對比了傳統單路室分、2*2MIMO 的傳統室分和 4T4R 新型室分 3 種類型的室內覆蓋性能。

圖 3 新型室分與傳統室分性能對比分析

圖 3 針對 3 種不同的方式進行對比分析，4T4R 方式上行平均速率約 90Mbit/s，下行平均速率約 750Mbit/s，上行邊緣速率 50Mbit/s，下行邊緣速率約 350Mbit/s，在性能上有較大的提升。

由于運營商在 5G NR 幀結構配置中的差異等因素，雙路 MIMO 系統合路與 4T4R 數字化室分在下行性能的差異相對較小，但 MIMO 合路系統上行與 4T4R 數字化室分的差異明顯，且幀結構配置的差異使競對的 4T4R 上行也有一定的性能提升，上行速率將成為室內覆蓋中的瓶頸。

2 5G 室內覆蓋系統面臨的主要問題

2.1 室內外同頻干擾對室內覆蓋性能影響

5G 室內外均采用 2.6GHz 進行組網，同頻組網引入干擾問題，尤其在室外宏站加載的情況下，對室內性能的影響需要在 5G 室內深度覆蓋網絡建設初期充分考慮。

選擇 4T4R 分布式皮基站部署的室內場景進行室內外同頻干擾測試與分析，在室內覆蓋設備開啟且室外宏站空載的情況下，室內下行速率均值在 609Mbit/s，室外宏站 50%加擾的情況下，室內下行速率均值降至 438Mbit/s，平均容量損失在 28.1%，如表 1 所示。

表 1 室外空擾 / 加擾情況下的室內性能分析

室內與室外不同電平差情況下，駐留室內用戶的速率分布圖如圖 4 所示。根據統計分析，在室內與室外信號電平差在 -5dB 以上時，室外 50%加載情況下速率損失達到 44%，室內與室外信號電平差在 0~5dB 時，室內用戶容量損失在 30%，室內與室外信號電平差在 5~10dB 時，室內用戶性能損失可降低至 20%以下。室內外同頻組網，室外對室內的性能產生較大影響，尤其是室外信號強度高于室內信號時，性能損失在 40%以上。為保證室內用戶性能，室內覆蓋網絡的信號強度要滿足室內電平高于室外電平 6dB，才能保證室內用戶性能損失在 20%以內。

圖 4 室內外電平差對室內性能影響分析

2.2 傳統室分升級可行性分析

5G 室內采用 2.6GHz 頻段，相比 LTE 采用 2.3GHz 頻段，功分器、耦合器的直通端、天線的插損在 2.6G 頻段和 2.3G 頻段基本相當，差值在 0.01dB 左右，影響極小，耦合器的耦合端存在 1.41dB 損耗，1/2 饋線百米損耗 2.6G 相比 2.3G 高 1.4dB。7/8 饋線百米損耗 2.6G 相比 2.3G 高 0.9dB。同時，考慮到墻體損耗和空間損耗等的差異，理論評估 2.6GHz 相比 2.3GHz 的損耗差異約 4.2dB，通過空口覆蓋性能測試對比分析，實際測試的空口差異均值約 4.6dB，分析數據如表 2 所示。

表 2 LTE 與 NR 空口覆蓋效果對比分析

基于分析結果進行 4G/5G 性能對比分析，按照 4G MR 覆蓋要求 RSRP 大于 -110dBm 采樣點比例大于 90%進行估計，針對傳統室分合路場景，要保證 5G 的覆蓋達到 4G 水平，4G MR 覆蓋率必須滿足 RSRP 大于 105dBm 的采樣點比例高于 90%。

2.3 雙通道不平衡對 5G 性能影響

對于已部署 LTE 雙路室分的系統，可進行 5G NR 直接升級，本節主要分析雙通道不平衡對 5G NR 性能的影響。如圖 5 所示，雙通道差異 5dB 時性能損失速率約 20%，雙通道差異 10dB 時性能平均損失速率約 30%，遠點性能損失更大。因此，為保證 5G 性能，采用雙路 DAS 系統建設時，應至少保證雙路之間的電平差在 5dB 以內。

圖 5 雙通道不平衡對 5G NR 性能影響分析

對于 LTE 網絡，采用 Rank2 占比對雙通道的平衡性進行評估，如表 3 所示。當雙通道差異為 0dB 時，Rank2 占比為 76%，雙通道差異 5dB 時，Rank2 占比為 60%左右，當雙通道差異進一步增大時，Rank2 的占比進一步降低，對網絡性能產生較大影響，因此，可采用 Rank2 的占比對雙通道平衡性進行評估。

表 3 室外空擾 / 加擾情況下的室內性能測試對比分析

經過分析，若已有雙路室分，在進行雙路室分升級時，可對雙路系統中 LTE 的 Rank2 占比進行測試，當 Rank2 的占比低于 60%時，雙路不平衡對 5G NR 性能影響超過 20%。因此，在進行已有雙路室分合路 5G 時，需要先進行雙路平衡性改造。

3 結束語

5G 室內覆蓋性能相比 LTE 提升明顯，采用 4T4R 新型設備下行性能相比競對具備優勢，但上行性能成為瓶頸。同時，室外同頻干擾成為影響室內網絡性能的關鍵因素，為保證室內覆蓋性能損失不超過 20%，在進行室內覆蓋規劃時，應規劃室內信號高于宏站信號 6dB 以上。目前，90%的室內場景已部署了傳統室分，在進行 5G 升級時，應考慮與 LTE 系統覆蓋性能的差異，以及 MIMO 系統雙通道平衡性對性能的影響。在進行 5G 升級前，首先開展傳統室內分布系統質量評估，只有 LTE 室分系統滿足覆蓋要求且雙通道電平差小于 5dB 要求，直接進行 5G 升級才能保證網絡性能，滿足后續 5G 業務等需要。

編輯：hfy