5G网络深度覆盖技术基础解析
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1.4 室内覆盖的解决思路

随着社会经济的不断发展,城市化进程逐步加快,各种大型建筑越来越广泛地分布于城市之中。近年来,在视频、直播等新兴移动互联网业务驱动下,移动互联网流量保持高速增长,年负荷率超过50%。2022年11月,月均用户流量达到26.75GB,预计2027年,月均用户流量至少达到50GB。传统移动通信网络以语音和数据业务为主,5G时代移动通信业务种类将更加多元化:将5G技术与城市核心规划要求相结合,助力智慧城市建设;构建5G能力开放平台,推动“大众创业、万众创新”;服务“信息化和工业化融合,即两化融合”及工业互联网,以5G工业级的网络性能与制造业开展深入合作,促进产业振兴和升级;整合5G的虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术、增强现实(Augmented Reality, AR)技术、高清视频能力,满足视频应用、娱乐升级的提速需求;贯彻国家“一带一路”发展倡议,全年提升城市信息基础设施能力。一方面,随着5G业务种类持续增多和业务边界不断扩展,结合4G移动数据多发场景,预计未来增强移动宽带、海量通信和关键任务通信等重点领域会有80%以上的移动数据流量发生在室内。另一方面,对于电信运营商而言,20%的室内覆盖带来了80%的收益,高价值商务用户80%的工作时间位于室内,但近50%的用户对室内感知体验不满意。面对室内覆盖这一大市场的“丰满理想”和室内覆盖体验不佳的“骨感现实”,电信运营商既“幸福”又“烦恼”。

传统的室内信号覆盖主要包括以下两种解决思路,具体说明如下。

一是借助室外信号覆盖室内。对于室内纵深比较小的应用场所、楼宇高度不高于周围楼群平均高度的情况,可以考虑借助室外基站信号直接覆盖室内。如果室外基站信号较强,则经过建筑物的穿透损耗后仍能完成对室内的覆盖。依靠室外小区的信号穿透,解决了大量建筑物内部的信号覆盖。该覆盖方法虽然经济便利,但是在室外网络建设时需要考虑室内穿透损耗。考虑到5G网络主力采用中高频(2.6GHz、3.5GHz、4.9GHz)、高频毫米波(28GHz)频段,电磁信号的空间衰减和介质损耗较4G大大增加,因此,5G室外覆盖室内的深度覆盖能力几乎不存在;同时,考虑到利用室外站覆盖室内只能够通过不断增加室外站实现5G的室内覆盖,因此,5G室内覆盖面临机房资源和传输资源都较少等多个方面挑战。由此可见,完全借助室外信号覆盖室内的思路不能完全解决5G网络室内深度覆盖。

二是建设室内分布系统。对于室内纵深比较大的应用场所、高度比周围楼群的平均高度高5层的楼宇,或者像地下室之类的室外信号很难覆盖的地方,应建设独立的室内分布系统。所谓室内分布系统,即基站信源信号通过通信介质分路,均匀地分配到每副独立安装在建筑物、小区灯杆、绿地等区域的小功率低增益天线,从而实现目标区域信号的良好覆盖。室内分布系统的建设可完善大中型建筑物、重要地下公共场所及高层建筑的室内覆盖,较为全面地改善建筑物内部的通信质量,提高移动终端的接通率,开辟高质量的室内移动通信区域。同时,室内分布系统还可以分担室外宏蜂窝话务量,扩大网络容量,从而保证用户良好的通信质量,整体上提高移动网络的服务水平。