5G许多较高频段的传播不佳 恐难完成室内覆盖技术

根据广泛引用的统计数据，大约80％的移动电话和数据流量是在室内（无论是家庭还是商业建筑物）访问的。但是，随着运营商开始认真推出5G网络，这可能会改变。

这部分是因为当前的蜂窝时代已经将重点放在简单地最大化语音和数据服务的潜力上。借助5G，我们将看到一个巨大的转变，许多运营商和公司将运营自己的专用网络，并针对各种应用和用例提供或使用蜂窝网络。

这些用例中的一些最早的将包括经过广泛讨论的物联网（IoT）和工业物联网（IIoT），为农业，医疗保健，教育和制造业等最终用户提供服务，从而充分利用5G的超低价延迟功能和部署频谱的不同部分。

大多数运营商将需要显着改变其网络的核心层，以满足在所有低，中距离和毫米波（mmWave）频率上实现良好室内覆盖的挑战性需求。使挑战更加复杂的是，许多较高频段的传播不佳，将难以在室内环境下工作。

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然而，运营商仍然不能忽视室内用户-毕竟，正如我们指出的那样，大多数蜂窝流量将继续在室内使用。爱立信最新的移动性报告显示，仅在北美，智能手机的平均每月使用量可能会从去年的8.5 GB增长到2025年的每月接近45 GB。

即使这种增加的需求中的一部分似乎可以转移到Wi-Fi连接上，而且即使即将推出最新的Wi-Fi版本（例如WiFi-6和6E），也仍然会增加对5G蜂窝网络的性能产生压力。

较差的传播意味着更多的天线

运营商将需要通过使用比3G和4G所需的接入点更多的接入点来显着增强其网络密度来做出响应。这将是一个非常昂贵的操作，并且绝对不能保证收益。

5G室内覆盖，尤其是涉及毫米波频率的覆盖，将需要最多数量的天线，具体配置取决于企业环境的类型。

当前，室内覆盖主要依赖于分布式天线系统（DAS），该系统最初部署在大型体育场馆，购物中心和机场，大量用户同时使用其手机。之所以需要它们，是因为室外信号无法到达这些设施的所有部分，而安装所有这些系统的成本很大程度上必须由运营商承担。

DAS基本上是一个网络，其中基站通过光纤连接到放置在室内或室外的一组天线。

尽管业界才刚刚开始为本质上易于部署的紧凑型天线定义行业标准，但也存在一些依赖于小型蜂窝技术的解决方案。

DAS和小型蜂窝解决方案以较小的外形提供相似的功率输出和覆盖能力，但是它们以不同的方式工作。本质上，DAS网络同时与远程节点共享和接收信号，而小型小区通常彼此独立运行。

“这已成为整个行业的重要而紧迫的问题。企业似乎愿意为Wi-Fi付费，但是迄今为止，对于室内蜂窝网络的覆盖范围还不是一件容易的事。Rethink Research的联合创始人兼研究总监，Analysis Mason的首席顾问Caroline Gabriel告诉EE Times，这在业务方面真是过时了。

商业与技术

运营商提出了不同的商业模式，以便他们可以在室内5G货币化。这必须包括与企业和建筑物的所有者分担前期费用的方式”。

“有些运营商当然比其他运营商更注重企业，但是整个行业将不得不提出解决方案。除了购买所有必要频谱所需的巨额成本外，网络提供商也无力支付办公大楼，大型场所或仓库内的所有基础设施费用。”

主要问题之一是，当今的DAS系统在良好传播的低频带频谱上运行，在5G世界中尤其是在毫米波频带上，这是无法避免的。这些天线无法穿透玻璃，门或绕过角落，因此，如上所述，可能需要大量天线才能实现良好的室内覆盖。

现在，我们正在看到被称为“ 5G就绪”的数字分布式无线电系统（DRS）的出现。这些可以克服传统DAS系统的许多缺点。大多数都采用了大规模MIMO等技术，因此允许与室外5G网络并行地规划和部署室内网络。

爱立信的室内牢房。

在加布里埃尔（Gabriel）最近对梅森分析公司（Anason Mason）的研究报告中，她指出，这种整体优化的方法面临一些挑战。室内蜂窝系统需要以与室外不同的方式运行。它们具有不同的功率限制和回程要求。他们通常还需要每平方米支持更多的人员和设备，并且可能需要与其他IT系统（如LAN或边缘计算）集成。

“技术不断发展以满足这些室内需求，但是每种解决方案在早期的网络时代都有其缺点，与室外网络的结合非常有限。”

无论如何，“与技术问题相比，技术问题要少得多，加布里埃尔建议。

根据业内许多人士的说法，在室内实现最佳蜂窝覆盖的关键是将所有相关方，业主（以及在绿地中的潜在租户），小型蜂窝供应商和运营商召集在一起的重要性。同样很清楚，因为很明显，室内解决方案将需要采用多种外形尺寸，可以组合起来，以实现用户和运营商在成本，容量和覆盖范围之间的最佳平衡。

毫不奇怪，这一切都没有阻止大型RAN供应商提出自己的专有解决方案。

爱立信已经开始与多家运营商一起测试其5G小型蜂窝解决方案（称为5G无线电点），以便他们在从4G升级时可以重用部分现有的室内网络基础设施。

瑞典小组基于其无线电点系统架构，建议场所的运营商和所有者可以轻松升级和补充现有网络。

诺基亚的AirScale mmWave收音机，安装在体育场内。

诺基亚正在推广其用于企业和住宅网络的Smart Node系列基站，并表示该产品组合是其5G小型蜂窝产品线的补充，例如AirScale微型远程射频头和AirScale室内无线电。

使用适用于小型蜂窝的Qualcomm 5G RAN平台，预计将于明年第一季度推出Smart Node系列。这家芬兰集团声称，该产品组合将“以比其他解决方案低得多的价格和更小的尺寸实现5G室内部署”。

诺基亚表示，模块化设计的5G智能节点将结合高通公司的FSM 100xx软件定义的小型蜂窝，可以通过多种方式进行部署，包括在墙壁，天花板甚至桌面上。

高通公司将5G室内领域视为重要机遇后不久，它发布了博客，列出了重大挑战和潜在解决方案。在此甚至认为5G在毫米波频谱中的传播特性实际上可能是有益的，而不是缺点。

作者提出“毫米波不能从外部到内部良好传播的事实也有利于在室内部署毫米波，因为相同的毫米波频谱可以在室内与室外部署的协调性有限的情况下在室内重复使用。”

三星最近透露，其用于室内使用的Link Cell mmWave电池也使用高通公司的5G Ran平台，Verizon将是其5G超宽带网络中首家部署该单元的运营商。这些公司的目标客户是企业，制造和仓储设施，公司办公室，购物中心和体育场馆等公共场所。

链接单元的第一个版本将支持28 GHz，并能够支持四个100 MHz带宽的频率。紧凑的盒子设计将结合无线电，天线和数字单元，并且体积小于4升，据称是迄今为止针对该市场的最小包装之一。

三星正在准备其室内产品的中低端版本。Link Hub系列产品将集中于具有现有DAS设置的场所，而Link HubPro被设计为有源天线系统，并为中大型企业集成了集线器和室内无线电，并提供了广泛的频谱选择。预计两者都将于明年第一季度开始商业推广。

Verizon还一直在对康宁的5G mm Wave室内解决方案进行试验和现场测试，运营商表示这将是迈向私有5G网络的非常重要的一步。整个系统将在一个设施中结合一个专用核心，室内蜂窝站点和一个移动边缘计算（MEC）平台。整个设置预计将在明年年初提供。

康宁还与高通公司建立了长期合作伙伴关系，将前者在小蜂窝方面的专业知识与高通公司在5G mm Wave技术上的优势相结合。一个项目涉及在5G NSA（非独立）mm Wave设计中部署高通的5G RAN平台，专门针对企业和公共场所的室内覆盖需求。目的是提供一种经济高效，易于部署和可扩展的解决方案。

内勺

另外，Verizon还一直与Movandi和NXP Semiconductors合作开发中继器，这些中继器将扩大公共场所和建筑物中的毫米波覆盖范围，以及各种客户设备的芯片组

同时，SK Telecom已与德国电信（Deutsche Telekom）合作开发用于室内5G的解决方案。该项目基于SKT正在进行的5G / LTE双模中继器的开发，德国运营商已在德国几个城市进行室内覆盖试验。

华为拥有广泛的DAS和DRS解决方案组合，从高端MIMO，城域和园区需求到针对小型场所的所谓Light Suite模型。该范围还包括LampSite Sharing，这是一种适用于购物中心和校园等多个MNO用户将使用网络的位置的多运营商解决方案。

当然，该领域中还有其他规模较小且重点突出的公司，包括Boingo，Cobham Wireless，StrattoOpencell，iWireless Solutions和Zinwave。

Zinwave国际运营总裁Derek Paton对EE Times表示：“我们多年来一直为室内蜂窝覆盖提供的DAS系统具有显着优势，它可以与所有网络运营商的系统一起使用。”

“座右铭是一个盒子，所有频率选项。因此，从当前的4G版本升级只是我们部署的架构的一次演进。而且最新的架构迭代也将适用于毫米波，因此非常适合5G。”

Zinwave的总部位于德克萨斯州达拉斯，但其大部分研发和装配设施都在英国剑桥。

Zinwave的主集线器提供了与射频源的接口，并将射频信号转换为光信号，并通过光纤连接到其他集线器或远程控制器。

帕顿强调，该公司正在不断刷新和完善其产品组合。“例如，我们的系统非常先进，该系统只需插入云基础架构网络即可。”

他还建议，大多数基于小型小区的选项都适用于小型建筑物和区域，“但是它们的伸缩性很好。”

在等式的商业方面，Paton欢迎会场和大型建筑物的所有者及时采取积极行动，以承担下一代移动电话的良好室内覆盖成本。

网络运营商对此充满活力，并开始提供新颖的解决方案。例如，T-Mobile正在推广BYOC，以实现自己的覆盖，这是一项举措，运营商可在此为建筑物或场所所有者提供网络覆盖范围的审查，批准及其信号源。

迄今为止，T-Mobile一直是采用这种方案的最积极的运营商，并且可以指出它支持的众多商业和住宅场所，体育场，校园和购物中心，但是已知其他运营商也正在提供或致力于类似方案。

也许不可避免地，这里涉及一些监管问题，这些问题正在减缓进度。例如，特别是对于使用毫米波频率进行部署的5G，通常需要大量天线。这意味着在许多情况下，将需要“中立主机”设计，以便用户将能够共享建筑物的5G网络，而所有者无需为每个网络提供商安装天线。

但是迄今为止，存在诸如中立主机模型之类的标准。可以解决问题的其他技术，例如3GPP标准的多运营商核心网络，几乎没有什么地方可以部署的。

在以美国为重点的电信行业解决方案联盟（ATIS）的白皮书中讨论了有关问题的详细说明。

让我们把最后的观察结果留给卡罗琳·加布里埃尔（Caroline Gabriel）来强调，“如果要满足企业要求，室内体验质量就不能在5G时代中退居第二位。”
编辑：hfy