5G网络深度覆盖技术基础解析
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1.6 5G室内分布系统的现状

1.6.1 覆盖能力差

采用室外信号覆盖室内的模式主要用于单层面积小、无线信号易穿透的单体建筑,通过优化室外网络实现室内覆盖,但对大型楼宇覆盖的效果较差。这种模式常用的技术手段包括设置宏基站、微基站、射频拉远单元(Remote Radio Unit,RRU)、直放站等。5G网络使用的频段较高,导致覆盖能力不及4G网络。例如,3.3~3.4GHz、3.4~3.6GHz、4.8~5.0GHz这些较高的频段。其中,3.3~3.4GHz已规定仅用于室内覆盖,3.4~3.6GHz、4.8~5.0GHz是室内外同时可以使用的主力频段。

对比1.8GHz LTE、3.5GHz新空口(New Radio,NR)和4.9GHz NR的室内覆盖能力,高频段5G网络和1.8GHz LTE覆盖能力对比一如图1-6所示。

图1-6 高频段5G网络和1.8GHz LTE覆盖能力对比一

1.参考信号接收功率(Reference Signal Receiving Power,RSRP)。

2.同步信号-参考信号接收功率(Synchronization Signal-Reference Signal Receiving Power,SS-RSRP)。

由图1-6可知,天线口输入功率可知1.8GHz LTE RSRP为−15dBm、3.5GHz NR SS-RSRP为−15dBm、4.9GHz NR SS-RSRP为−15dBm。也就是说,3个频段天线口的输入功率在一致的情况下,通过室内20m视距的传播,手机接收的功率1.8GHz LTE RSRP为−75.58dBm、3.5GHz NR SS-RSRP为−81.35dBm、4.9GHz NR SS-RSRP为−84.27dBm,天线增益统一为3dB(本节分析的网络覆盖能力变化,未考虑阴影余量和人体损耗)。接收信号的恶化程度,高频段5G网络和1.8GHz LTE覆盖能力恶化对比一见表1-3。

表1-3 高频段5G网络和1.8GHz LTE覆盖能力恶化对比一

经过分析,在同样的条件和视距的情况下,通过20m的空间传播,3.5GHz覆盖能力比1.8GHz低5.78dB,4.9GHz覆盖能力比1.8GHz低8.70dB。

传统室内分布系统一般由信源、馈线、器件和天线组成,通信信号在设备器件传输时会产生损耗。分布系统损耗分为馈线传输损耗、功分器/耦合器分配损耗、器件插入损耗。由于频段高低产生的损耗差异主要来自馈线传输损耗,对比1.8GHz、3.5GHz、4.9GHz这3个频段的传输损耗,高频段5G信号和1.8GHz LTE信号传输损耗(1/2英寸[1]馈线)对比一见表1-4。

表1-4 高频段5G信号和1.8GHz LTE信号传输损耗(1/2英寸馈线)对比一

由表1-4可知,在同样的条件采用1/2英寸馈线的情况下,通过100m的传输,3.5GHz信号比1.8GHz低4.8dB,4.9GHz信号比1.8GHz低9.1dB,高频段5G信号和1.8GHz LTE对比一见表1-5。

表1-5 高频段5G信号和1.8GHz LTE对比一

在表1-5中,假设3个频段采用相同的信源,其输出功率统一为15.2dBm,经过100m 1/2英寸的馈线传输,接入3dB增益的室内分布系统天线,视距传播20m后手机接收到的信号,3.5GHz信号比1.8GHz低10.58dB,4.9GHz信号比1.8GHz低17.80dB。

通过上述分析,随着5G网络频段的升高,信号的恶化程度非常明显,因此,5G室内分布系统的建设难度增加了。