5G来了，室内该如何覆盖？

一、室内网络部署面临的挑战

业务驱动网络的建设，更大带宽、更低时延和更多连接是5G网络最主要的特征。为了获取更多带宽，室内5G引入了更高的频段C-Band和毫米波，更高的频率意味着更大的传输及穿透损耗，采用传统的4G建网方式可能导致室内覆盖不足。
另外，传统室分的多数无源器件无法支持3.5GHz以上高频段，即使是支持传输3.5GHz的馈线，也会带来更多的损耗，产生更大成本。
最后，5G时代海量的有源网络设备，将会对运维和系统的能耗管理带来新的挑战。

1、 5G 高频导致室内深度覆盖不足

和当前的2G/3G/4G移动网络相比，5G移动网络将在更高的C-Band和毫米波频段上部署，从而满足5G业务对超大频谱带宽的要求。和4G时代的sub-3GHz频段相比，在高频段部署的5G宏基站信号在穿墙覆盖室内场景的时候面临更大的链路损耗问题，导致室内深度覆盖不足。相比于sub-3GHz频段4G宏基站信号，C-Band频段室外信号穿透混凝土墙壁时每穿透1面墙壁会产生额外的8-13dB链路损耗。更高的毫米波频段5G信号导致的巨大衰减导致其基本丧失穿墙能力，如图4所示，毫米波信号穿透混凝土水泥墙的损耗超过60dB。室外5G宏基站信号打进室内覆盖的方式相对于4G将更为困难，需要配合在室内建设专门的室分网络，才能提供最优质的室内场景5G业务。因此，室内场景的5G室分网络和室外5G网络同时部署，能够保障移动用户室内外体验一致性。

2、 传统室分网络难以轻量化演进

传统室分系统（DAS）利用起源于2G/3G时代，主要解决室内信号弱覆盖问题，面向3GHz以上5G的4T4R室内网络演进，传统室内分布系统存在三个主要的问题，无法向5G平滑演进：1）3.5GHz覆盖缩水：C-band和Sub 3G相比，链路损耗更大，导致需要增加C-band信源以满足同覆盖要求；2）难以直接更换器件利旧：传统室分系统中很多元器件如合路器、功分器等还不支持3.5GHz或成本过高，更换难度很大；3）4*4 MIMO工程建设难度高：4路DAS需要部署4根馈线、4套器件和天线，工程无法落地，另外，还会导致链路不平衡，引起性能问题；目前全球存量市场上有90%以上的室内网络是DAS，室内网络演进面临着非常严峻的挑战。

3、 海量有源头端带来运维挑战

5G时代，室内数字化趋势已成必然，传统无源DAS系统无法管理、维护困难，有源数字化头端可管可控，同时也面临大量头端带来运维复杂度提升，如配置开站，网络优化，日常运维监控等。
如何实现小区业务配置，硬件资源自动绑定降低设计阶段人工投入，如何实现站点验收的全自动，如何实时监测室内网络海量头端和其他网元设备的工作状态、如何自动根据周边信道条件和用户密度自优化网络资源分配，如何做到网络的可视化运营维护和故障的自动诊断和愈合，直接决定了网络维护的人工成本和运营商的OPEX。
另外,5G面临数百万亿设备的链接，差异化的垂直行业业务资源切片如何管理和调度，如何智能化根据网络KPI实时调整保障接入业务体验。直接决定了网络质量的优劣。
因此智能AI运维成为未来室内网络的必选要素。

4、 有源系统对能耗管理提出更高要求

5G时代的一个典型特征就是“万物互联”，即海量的设备要能够被连接，进行管理和运维，所以要求设备是有源的，这里面，当然也包括室内网络设备头端。另外，随着5G的进展，未来的室内数字化头端将会同时支持Sub3G、C-band、NB等多模多制式，集成程度越来越高，且室内设备网络密集部署成为常态，大量的有源设备头端部署带来了能耗的挑战，对运营商的设备能耗管理提出了更高的要求。

5、 小结

面对室内5G时代的系列挑战，运营商对室内移动网络的布局需要更有预见性，需要提前规划和设计，以最低的成本应对未来的挑战，不断寻求在多维度网络性能指标的最佳平衡点，寻找最佳的室内网络解决方案。

二、5G室内数字化网络发展思路

5G时代的业务挑战推动了室内覆盖数字化网络的新发展思路。从频谱结构规划覆盖层和容量层，从产品架构考虑4G到5G的演进，从场景需求研发多频多模多形态产品、从数字化方向拓展运维新思路，从网络价值意义上探索新的增值业务模式。

1、 室内5G构建覆盖/容量分层网

5G时代初期，网络将分层组网，底层以Sub3G为主，作为2/3/4G长期存在的打底层，解决语音覆盖和基础数据接入；体验层引入C-Band，作为空口新频谱接入。
当前基于Sub3G频段的数字化室分系统已经证明能够提供连续基础覆盖，虽然3.5GHz和4.8GHz空中传播损耗和穿透损耗高于Sub3G频段，但通过发送功率提升和4T4R技术，同样可以实现连续覆盖，且3.5GHz和4.8GHz高于100MHz大带宽能够大幅提升空口吞吐率和边缘用户体验速率。在克服毫米波频段对传播遮挡敏感这一难点的基础上，其GHz超大带宽可以用于超热点吸收容量，也可以用于超高带宽超低时延类新业务使能的场景，如智能制造。
5G时代中后期，综合考虑频谱资源和电波传播特性，建议使用3.5GHz和4.8GHz频段连续组网，用于5G基础覆盖和容量层；毫米波频谱用于热点区域的业务吸收。

2、 数字化室分易于演进

数字化室分的头端有源，传输使用网线/光纤，从容量演进、可视管理、易部署等方面讲，其架构更容易支持5G演进。当前新建4G场景建议预埋Cat6A网线或者光电混合缆，未来即可通过新增C-Band头端或者直接替换C-Band和Sub3G集成头端的方式，做到线不动，点不增，确保二次改造工程量最低，保障工程可实施落地，向5G平滑演进。

3、 多产品解决多样化场景

从演进的历史经验和平滑需求看，3G、4G和5G网络会在今后的相当一段时间内并存，这要求室内数字化产品需要具备多频多模的能力，比如用于5G网络叠加的C-band独立模块，支持新建场景的C-band+Sub 3G集成模块以及将来的毫米波模块等。
从具体产品形态看，为降低演进成本，在某些亟需降低前期投入以及二次进场成本的特殊场景，宜要求部署的4G模块支持后续跟5G模块的级联；另外，室内场景多样化，数字化头端需要根据不同场景需求，支持外置天线和内置天线等不同形态，满足室内100%场景需求。

4、 小型化一体化便于灵活部署

5G的室内网络密集部署将成为常态，同时随着频段和模式的增加，需要集成度更高、功率更高的数字化头端。另外，需要充分考虑不同场景的特点和入场难度，要求设备具备小型化、快速部署的特点，以满足不同场景业务的要求，并降低综合部署成本。

5、数字化实现端到端管控

数字化室分系统的天然特性之一是端到端有源，这是实现端到端管控的基能够实时诊断室分网络海量头端和其他网元设备的工作状态，是数字化管控的第一步；第二步是根据检测到的网元设备的工作状态，实现对不同网元的控制操作，如调整功率，开关射频等；最后，数字化室分网络还能够自动根据周边信道条件和用户密度自优化网络资源分配，在网络出现故障时自动诊断和愈合，最大化减少人工介入以降低运维成本，从而大大节省运营商的OPEX，保护客户网络投资。

6、灵活化适配业务与场景

为满足不同场景业务对频段和模式的需求，室内数字化网络要能够灵活支持3G/4G/NB-IoT/C-band和毫米波等频段；同时，对于未来两年内有扩容需求的场景，要能够具备软件扩容能力，避免二次进场，造成建网成本的增加；对于有潮汐效应的业务模型场景，则要求网络具备AI运维能力，要能够根据业务变化灵活调整区域容量，降低综合布网成本。

7、室内网络使能增值业务

室内数字化网络能力开放是在渐进发展过程逐步实现的，针对当前已经涌现的能力开放需求，有必要以蜂窝网络为基础逐步实现能力的开放，尤其根据当前的业务发展需要推动以定位及位置信息服务、业务本地化两项项典型服务的实现。 当前的室内数字化网络能够在高精度定位（Location Based Service, LBS）方面达到5-7米定位精度，未来的5G数字化网络能够有效地提升室内定位精度达到亚米级水平。面向5G业务演进，高精度室内定位会成为网络的基础能力，大量当前不能满足的物联网LBS应用将逐渐变成现实，在交通枢纽、大型场馆、展会、特定老幼人群、医院、校园和公共场所等规模应用。 另外，业务本地化将会是5G一个非常重要的关键技术，通过将能力下沉到网络边缘，在靠近移动用户的位置上，提供IT的服务、环境和云计算能力，能够满足低时延、高带宽的业务需求。
中国移动在4G网络中后期已规模引入数字化室分方案，面向5G，预计数字化室分使用量会逐步提升，价格也会逐渐降低，5G会是室内数字化方案普及的最好时机。