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浅析5G网络室内覆盖的解决方案

作者:未知

  摘 要:就目前来看,移动数据业务大部分发生于室内,作为4G网络的真正升级版的5G网络,不仅能以更高的性能支持手机各项业务,更能支持其他智能设备,比如各种智能家居设备等,真正实现万物互联,极大的方便人们的生活。5G的出现对人们的日常交流将会产生很大的影响。本文首先介绍了5G当前的发展状况以及对现有的室内覆盖方案进行了分析,指出了当前室内覆盖方案的不足,立足于5G,研究出适合于5G网络的室内覆盖方案,希望对5G室内覆盖方案研究者提供一定的参考意义。
  关键词:5G网络;室内覆盖;解决方案
  1 引言
  3GPP全会于2018年6月14日召开,在3GPP全会上批准了第五代移动通信技术标准(5G NR)独立组网功能冻结。并且在2017年12月份已经完成了非独立组网NR标准,截止目前为止,5G一阶段的标准化工作已经完成,5G产业全面进入了新的应用。SA功能的冻结,使得5G NR不仅能够独立部署,而且还带来了全新的端到端架构,实现了公司级客户和垂直行业的智能化发展,为运营商和行业合作伙伴带来了新的商业模式,开启了全面互联互通的新时代。
  5G网络可以实现显著增强用户体验,提高光纤接入速度,实时性得到了很大提高,大量的节点访问能力实现超高流量密度、连接数密度和高机动性多场景的一致性等服务, 移动互联网及物联网的应用范围逐渐扩大,最终实现5G愿景:信息随心至,万物触手及。
  2 室内覆盖的发展现状
  通过对统计数据进行分析可知,发生在室内区域的移动宽带业务流量大约占总流量的80%左右。也就是说,运营商大约80%受益来自于室内覆盖。对室内与室外覆盖要求进行比较发现,室外覆盖要求基本是信号稳定、覆盖范围大,而室内覆盖则主要是网络高性能的需求。一些重要的区域,比如高校、大型商场等人员密集的地方,必须要保证良好的室内覆盖效果,否则运营商将会失去竞争力,进而丢失客户。经过研究分析,发现室内覆盖目前还存在很多问题,本文主要对以下两点进行分析:
  首先,信号覆盖方面存在的问题。当前的室内信号覆盖,窗边区域等经常会出现频繁的切换,小区边缘用户的最低速率必须得到保障。但是由于环境的复杂性,因此,需要对室内的边缘场合进行恰当的处理。在建筑的内部,高层之间的信号以及不同系统之间的信号干扰严重,因此,在进行网络规划时,既要满足设计要求,又要考虑新增系统对当前系统的影响,确保两者之间互不干扰,并且还需要考虑系统之间的共享,需要考虑的问题比较多。
  再次,传统的室分建设方式问题。传统的室分建设使用了分布式天线系统,这种建设使得室内覆盖具有良好的覆盖效果。但是分布式天线系统具有自身的缺点,比如自身容量增长能力较差、不易部署等,室内设备不能无限制增加,空间以及能耗是必须要考虑的问题。为了解决这种困境,需要寻求一种新的设备,使得能耗更低、占有空间更小,探寻一种符合5G网络发展的新型组网方式,已经成为业界的一种必然趋势。
  3 5G室内覆盖的解决方案研究
  5G的到来,使得室内覆盖网面对的业务压力更加明显。为了解决当前室内网络覆盖的不足,并对室内覆盖发展可能存在的问题提前做出预测,综合各方面,研究设计符合5G网络室内覆盖需求的方案。
  当前,国内主要有三种网络室内覆盖方案,分别是:室内分布式覆盖、室外站覆盖、Small Cell覆盖,下面分别对这三种方案与5G 网络的结合进行了分析,并且指出Small Cell覆盖是目前最合适的一种覆盖方案。
  3.1 室内分布式覆盖
  室内分布式系统是当前网络室内覆盖的一种较好的覆盖方案,移动信号可以均匀的分布在室内的每一个角落,而这主要是通过室内天线来实现的,保证室内区域全部被覆盖到。但是,这种室内覆盖也有很明显的缺点,由于投入成本高,建设条件苛刻,使得成本回收比较困难,因此,这种覆盖方式不是运营商的首选,随着技术的发展,传统的室内分布将会逐渐被淘汰。
  3.2 室外站覆盖
  室外站覆盖方式把室外站作为室内覆盖系统的信号源,低流量以及较小面积的室内盲区覆盖一般选择这种方式,比如郊区人流量较好的地方。直放站便是这种覆盖方式,室外站容量富余时,直放站可以将室外站信号直接引入到室内的覆盖盲区,解决室内的盲区覆盖问题。室外站覆盖的缺点是不易维护,室外站布局的一旦发生改变,将会对网络的整体规划产生影响,维护困难,所以,室外站覆盖不是解决室内覆盖的优选方案。
  3.3 Small Cell覆盖
  Small Cell是一种低功率、集成的无线接入节点,使用了智能化技术,对传统蜂窝网络的一种完善。在建筑物内部以及外部增加 Small Cell,能够解决室内盲区覆盖问题,使得信号能够覆盖建筑物内的全部区域,而且能够吸收较多数据流量与热点。与前面两种覆盖方案进行对比, Small Cell 是解决室内覆盖的最优方案,无需额外配套设施,节省成本,并且 Small Cell的设备集成度非常高,可以有效满足室内网络覆盖及容量需求。本文認为,5G 网络建设初期,Small Cell的需求并不会呈现爆发式增长, 这是由于在室内覆盖能力相同时,Small Cell 设备的成本是传统室内成本的1.3倍左右,成本略高。随着容量以及网络覆盖需求的增加,Small Cell的优势便会发挥出来,使得价格成本能够降下来。
  通过以上分析,本文认为,在5G网络建设方面,Small Cell是解决室内覆盖的最优方案,其在灵活性、有效性以及成本方面具有很好的优势。
  4 结束语
  网络技术一直在不断的发展,室内网络覆盖技术亦是如此,也在不断的发展中,面对5G网络的到来,为了提高运营效益,解决当前网络覆盖的问题,运营商应开始规划5G网络的部署,凭借5G网络的优势,有效满足网络覆盖的需求,最大程度对运营商投资进行保护。本文通过对5G当前的发展状况以及对现有的室内覆盖方案的分析,立足于5G,给出了适合于5G网络的室内覆盖方案,希望对5G室内覆盖方案研究者提供一定的参考意义。
  参考文献
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  [6]陈鹏.5G关键技术与系统演进[M].北京:机械工业出版社,2015.
  作者简介
  王冬冬(1987-),女,汉族,河南桐柏县人,本科学历,研究方向:室内覆盖。
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