5G NR網絡一般采用100MHz帶寬，相比4G的20MHz具有5倍帶寬優勢，未來可支持具有更高速率、更高可靠性、更低時延等特性的業務種類，從而滿足用戶更為豐富多樣的業務需求。相比4G時代具有較多可用頻率的情況，5G面臨室內外頻率分配較為緊張的局面，為此，需要在為用戶提供高帶寬業務及引入干擾、相對低帶寬業務及無干擾之間做取舍。

5G室內外同頻組網性能分析

4G網絡室外一般采用F頻段、D頻段，室內覆蓋基站采用E頻段，室內外普遍為異頻組網。由于5G NR網絡的4.9GHz頻段產業相對滯后且頻率稍高，先期不會作為室外連續組網或者室內覆蓋主用頻段；而目前在2.6GHz頻段的分配帶寬共計160MHz，如果5G仍然采用室內外異頻組網，則體現不出NR大帶寬的優勢，頻譜效率較低，難以為用戶提供更高速率的業務。再者，5G大帶寬、波束掃描等技術對同頻干擾抑制能力更強，在初期網絡負荷不高時更為有效。因此，5G在2.6GHz采用室內外同頻組網具有一定的可行性，是頻譜效率最優的一種方式，在現階段5G組網方案中可能將是主要選擇方式。

5G室內外同頻組網主要影響因素

5G室內外同頻組網相比異頻組網，主要是會引入干擾，導致網絡性能惡化，用戶業務速率減低。主要的差異如表1所示。

表1 ?室內外同異頻組網差異對比

如表2所示，根據4G室內外同頻組網測試結果，高層用戶駐留室內覆蓋基站，在宏站忙時（平均PRB利用率40%）和閑時（平均PRB利用率22%），平均下行SINR下降不明顯，平均下行吞吐量損失1.5% ；低層駐留室內覆蓋基站，在宏站忙時（平均PRB利用率58.1%）和閑時（平均PRB利用率27.2%），平均下行 SINR下降2dB；平均下行吞吐量損失20.5%，主要是由于SINR差異導致的RANK流數差異。

表2 ?4G室內外同異頻組網測試性能對比

此外，在5G時代，室內外電平對比關系也發生了變化，同頻組網面臨著更大的技術挑戰。4G宏站與室內覆蓋在淺層區域的電平關系分別為-115~-113dBm和-105dBm，而5G由于室外宏基站采用64T64R的多通道設備，宏站與室內覆蓋在淺層區域的電平關系為-103dBm和-105dBm。由此可見，5G室外基站覆蓋的性能增強，進入室內后可能導致某些區域室外基站電平高于室內電平或者與之相當，對網絡規劃設計提出了更為嚴峻的挑戰。

5G室內外同頻組網測試分析

根據5G室內外同頻組網測試結果，在宏站中近點，用戶駐留5G室分，50%加擾條件下相比空擾速率損失13.5%；在宏站中遠點，50%加擾條件下相比空擾速率損失5.31%（如圖1所示）。

圖1 ?5G室內外同頻組網性能差異

但是相比駐留宏站，宏站中近點用戶駐留5G室分在空擾條件下，平均下行速率約為駐留宏站的3.5倍，50%加擾條件下，平均下行速率為駐留宏站的3倍，宏站中遠點用戶提升速率更為明顯。類比4G室內外同頻組網部署室內覆蓋基站前后，下行平均PDCP吞吐量在高層多隔斷場景提升596.9%，在1層開闊場景提升305.3%。可見，雖然室內外同頻組網對于網絡引入干擾，業務速率有一定的損失，用戶業務感知會部分程度的降低，但是部署室內覆蓋后，室內總體容量會得到較為明顯的提升。

根據試驗網室內外同頻組網測試，在樓宇室內環境下分析RSRP與速率的關系，在同等RSRP信號強度下，宏站中遠點用戶駐留5G室分時的下行速率高于駐留5G宏站。此時宏站在室內信號強度低，平均速率與邊緣速率明顯低于駐留5G室分，具體見表3。

表3 ?5G宏站近點與遠點測試性能對比

根據表3中宏站超近點的測試情況，用戶駐留5G宏站，在1層全開闊環境，與宏站輻射方向正對，傳播環境好，駐留5G宏站的整體速率與駐留5G室分相當；而在29層，駐留室分的下行平均速率高于駐留宏站，邊緣速率劣于駐留宏站。可見，即使是宏站超近點，由于天線主瓣方向、下傾角度、樓宇內部結構等各種條件不同，宏站在室內的信號覆蓋強度、業務速率方面也有較大差異。

由上述測試基本可以得到，宏站中遠點用戶駐留室分的速率優于駐留宏站，宏站近點用戶駐留宏站的速率與駐留室分相比可能較優或者相當。

如圖2、圖3所示，基于5G試驗網外場測試的部分數據，當RSRP覆蓋電平較高時（高于-85dBm），相同RSRP條件下5G室內覆蓋相比室外宏站提供的用戶速率更高；當RSRP覆蓋電平較低時（低于-85dBm），室外宏站提供的用戶速率更高。

圖2 ?5G室內覆蓋與宏站在相同RSRP條件下下行速率的比較

圖3 ?5G室內覆蓋與宏站在相同RSRP條件下上行速率的比較

從以上測試可初步認為，5G室內覆蓋基站可保證在室內中心區域的較優容量性能；在室內窗邊區域，如果室外宏站信號較好，可以由室外宏站來吸收話務。

5G室內外同頻組網方案建議

室內覆蓋設計受物業協調、施工難度等因素影響，除了商場、場館等少量場景以外，室分天線點位絕大多數只能布放于走廊區域，因而對于窗邊區域覆蓋能力有限。因此，5G室內外同頻組網主要干擾來自室內窗邊區域，室外對室內的干擾更為嚴重。

后續，在5G網絡建設當中，在宏站可以保證良好覆蓋的室內區域可以由宏站承擔覆蓋，對于室內有較高容量需求、且宏站覆蓋室內不足的場景仍需建設5G室內覆蓋確保業務滿足。

室外宏站在室內的傳播衰減快、鄰區多，對于中大型建筑物的覆蓋效果仍有限，因此對于高流量及高價值場景，建設室分并形成主導信號是保證用戶體驗和室內容量的基礎；對于中低價值場景，應根據宏站覆蓋情況采取針對性的設計，室分設計“有進有退”。

由于現網傳統DAS方式規模占比較高，因此針對于此的改造建設將格外需要得到關注：對于大型場館、交通樞紐、大型商場等高流量、高價值場景，可建設分布式皮基站滿足5G容量需求；對于停車場、一般寫字樓、酒店等低容量場景，可直接采取5G信源饋入方式，天線點位不動；對于普通容量場景，在室內外基站信號均不理想的窗邊區域，建議優先調整室外宏站，保證室內窗邊區域信號覆蓋。

此外，針對室內外同頻組網在參數規劃和網絡優化方面還應采取針對性的策略。一是PRB分配錯開，即對于宏站和室內覆蓋基站采用調度起始位置的錯開，比如PRB分別從高和從低序號分配。二是通過犧牲一定的容量來降低同頻干擾，例如采取室內外協同頻域錯開方式，尤其是中低負荷場景；通過同廠家宏站室分多點協同特性（宏站及室分小區間上下行聯合發送與接收，同時消除上下行干擾），降低網絡整體干擾，提升性能，解決室內外切換時引起的掉話或速率下降等問題。三是采用室內外波束協同管理，通過調整同頻相鄰小區用戶的波束方向，使得宏站波束對室分邊緣用戶進行避讓，提升用戶頻譜效率。但算法實現起來較為困難，還需持續關注。

結束語

5G室內外同頻組網對于室內網絡性能、業務速率帶來了一定的影響，但是考慮頻譜效率影響，目前在總帶寬受限的情況下仍可以提供相對于異頻方式更高的網絡容量。后續需密切關注網絡實際建成的效果，研究同頻干擾的抵抗措施，研究室內外規劃更為精細化的設計方案，尤其是針對不同場景、同一場景不同功能區域進行差異化方案設計，從而提升5G網絡的整體性能，更好地滿足用戶需求。
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