5G eDAS室内分布低成本建设方式

滕建军

（中国电信股份有限公司广西分公司，广西 南宁 530000）

1 5G室内覆盖

与4G业务场景相比，5G的增强移动宽带（enhanced Mobile Broadband，eMBB）、超高可靠和超低时延通信（ultra-Reliable Low-Latency Communications，uRLLC）、海量机器类通信（massive Machine Type Communication，mMTC）3 大业务应用场景更多地发生在室内。根据相关研究报告，4G现网流量面向消费者（To Customer，2C）数据业务70%发生在室内，而5G面向企业（To Business，2B）应用（如工业互联网、远程医疗、智能家居以及智慧城市等）约85%发生在室内，5G室内覆盖对客户体验影响进一步加大[1]。

5G采用3.5 GHz及更高的频率，传播损耗和穿透损耗更大，单站覆盖范围更小，出现室外站难以覆盖室内和传统分布式天线系统（Distributed Antenna System，DAS)室分馈线损耗大、器件不支持5G频段等覆盖难题。同时5G将采用多入多出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）来增强网络容量和速率，采用多路DAS室分或微型射频拉远单元（Pico Remote Radio Unit，pRRU）有源室分的建设方式成本较高。在投资有限的情况下，需要在实现5G室外覆盖的同时，快速实现5G室内覆盖，满足5G用户良好的使用体验，打造良好的品牌形象，以支撑5G业务的快速发展。通过研究5G低成本分布式天线系统（economical Distributed Antenna Systems，eDAS)室内分布建设方式，旨在找出低成本的5G室内分布解决方案。

2 室内覆盖方案对比分析

2.1 现有方案

目前，5G室内覆盖解决方案主要有以下3种。

（1）5G无源室分解决方案。现有4G DAS室分的器件、馈线只支持 800 MHz～ 2.7 GHz，2.6 GHz及以下频段仍可采用室分信源+DAS分布系统的建设方式。目前，我国已经批复5G商用中频频段，可以采用5G无源室分解决方案。为满足5G更大容量的需求，需要进行多路改造，由于DAS系统结构复杂、节点多，采用大量无源器件，馈线施工难度大且工期长，因此难以实现快速低成本建网[2]。

（2）5G有源室分解决方案。有源室分系统由信源、光纤、网线以及pRRU构成，4T4R pRRU设备支持3.5 GHz与4.9 GHz频段，可以通过多天线MIMO等技术来提升5G速率与容量，满足高流量、高价值等容量需求场景[3]。

（3）5G有源室分+外接天线解决方案。采用5G有源室分+外接天线解决方案，通过3.5 GHz与4.9 GHz大带宽有源室分满足速率与容量需求。采用外接无源天线，降低对pRRU设备的需求，并可延伸到房间内，抵消墙体穿透损耗，以满足覆盖要求[4]。

2.2 现有方案对比分析

在同样的覆盖标准下，对不同建设方式的投资、容量、覆盖质量、实施难度以及运维等情况进行对比分析。

（1）造价方面。5G无源室分解决方案信源投入较少，DAS天馈配套相对投资大，但整体投资最少；5G有源室分解决方案更多的投资集中在信源，有源远端设备替代普通天线意味着单价抬升，整体投资最多；5G有源室分+外接天线解决方案的投资介于2者之间。3种方案的造价对比见表1。

表1 室分不同解决方案造价对比 单位：万元

（2）容量方面。5G有源室分解决方案可设计的容量上限最大，最为灵活，可以按照实际需求调整；5G无源室分解决方案信源颗粒度大，可设计的容量上限最小，较难调整；5G有源室分+外接天线解决方案介于2者之间。

（3）覆盖方面。5G有源室分解决方案单用户峰值速率 1 300 Mb/s，日常用户模型速率 20 ～ 50 Mb/s，体验最好；5G无源室分解决方案单用户峰值速率400 Mb/s，日常用户模型速率 5 ～ 15 Mb/s，体验一般；5G有源室分+外接天线解决方案单用户峰值速率700 Mb/s，日常用户模型速率10～25 Mb/s，体验较好。

（4）其他方面。从施工难度、维护难度、运维成本以及升级改造等方面进行对比，3种方案的具体对比结果见表2。

表2 室分不同解决方案多维度对比结果 （单位： 万元）

现有3种5G室分建设方式中，传统DAS方式升级改造难度高，有源室分和有源室分+外接天线均为新建方式，无法利旧现有资源，物业协调难度大且工期长。经过分析，3种方式均难以实现快速低成本建网[4]。

3 5G eDAS室内分布低成本建设方式

5G eDAS低成本建设方式采用多通道联合收发技术，利用1个或多个射频拉远单元（Remote Radio Unit，RRU）的不同通道进行联合接收和发送，使传统室分也具备多天线收发的能力，实现传统室分支持5G多流[5-9]。该方式可以利旧现网馈线，通过新增合路器、改造楼层主干实现错层双流/4流的覆盖效果，最大程度地利旧4G现有网络资源，以较低成本快速实现现网室分5G升级改造，提升5G用户的感知，达到低成本快速建网的目的。

eDAS方式具有提性能、易部署和低成本3大优点。通过技术创新激活传统室分潜能，多通道链路自适应，实现最佳多流性能，单路DAS实现双流、双路DAS实现4流，显著提升室分性能。缩短工期，实现5G室分快速入场，基于现网DAS架构开启5G室内覆盖，工程简化、工期短、快速建网。充分发挥频谱优势，保护现网投资，最大程度地利旧现有资源，大幅降低建设成本。

4 eDAS改造方案验证

4.1 改造方案

为快速验证eDAS功能，选取某酒店传统DAS系统以跨楼层交叉单流实现双流进行试点，并在改造前后进行对比测试。该酒店DAS天线安装在过道吊顶石膏板内，以8F和9F覆盖为例，改造前RRU使用A端口同时覆盖8F和9F这2层楼，为单流信号覆盖；改造后使用A端口覆盖8F、B端口覆盖9F，通过错层接入不同通道的信号，实现双 流信号覆盖。该酒店9F室分系统改造前后如图1和图2所示。

图1 改造前组网方式（传统DAS单流）

图2 改造后组网方式（eDAS双流）

为了验证DAS单流与eDAS双流覆盖性能、覆盖边缘性能以及eDAS场景不同流数下的峰值速率差异，通过路测（Drive Test，DT）和拨打质量测试（Call Quality Test，CQT）进行对比分析。

4.2 DT测试

eDAS改造后，相比DAS下行速率均值由50 Mb/s 提升至 134 Mb/s， 信号与干扰加噪声 比（Signal to Interference plus Noise Ratio，SINR）均值由21.29 dB 提升至 31.36 dB， 参考信号接收功率（Reference Signal Receiving Power，RSRP）均值和上行速率均值也有不同程度的提升，性能提升效果明显。DAS与eDAS覆盖性能具体测试数据见表3。

表3 DAS与eDAS覆盖性能对比情况

4.3 CQT测试

选取9F过道（极好点）和9F应急通道（中点）对比DAS和eDAS的上行峰值速率与下行峰值速率，结果如表4所示。

表4 DAS与eDAS的上行峰值速率与下行峰值速率测试结果

测试结果表明，相较于传统DAS，eDAS在极好点和中点处的上行峰值速率与下行峰值速率均有所提升。

4.4 建设效果分析

从该酒店的整体改造效果来看，eDAS系统在造价、工期和网络效果方面均有显著优势。

（1）造价效果。同等覆盖效果下，本方式单RRU整体造价为1.1万元，新建单RRU整体造价为11.3万元，节省投资90%，大幅降低建设成本。

（2）工程实施速度。本方式只涉及调整主干馈线、新增合路器等，比新建一套完整室内分布系统大大缩短了工期，减少协调障碍。

（3）网络效果。极好点2.1 GHz NR下行峰值速率由100 Mb/s提升到200 Mb/s，下行平均速率由100 Mb/s提升135 Mb/s，改造后网络指标与网络效果均有所提升，性价比较高[10]。

5 结 论

采用5G eDAS室内分布建设方式可以降低物业协调难度，加快网络建设进度，节省投资成本，最大程度利旧现有网络资源，提高投资效益。经试点验证，该建设方式具备可行性，符合现阶段低成本快速部署的建设策略，值得推广。