5G 網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)主要為了應(yīng)對(duì)如下三大應(yīng)用場(chǎng)景：
? 增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（Enhanced Broadband，簡(jiǎn)稱eMMB）。5G 將提供遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于以前的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率，可達(dá) 10 Gbit/s，比先前的 4G LTE 蜂窩網(wǎng)絡(luò)快 100 倍，主要應(yīng)用在如高清視頻直播、 VR/AR 等場(chǎng)景中。
? 超高可靠性超低時(shí)延（Ultra Reliability and Low Latency，簡(jiǎn)稱 uRLLC）。5G 提供一個(gè)極低的網(wǎng)絡(luò)延遲（更快的響應(yīng)時(shí)間），低于 1 毫秒，而 4G 為 30-70 毫秒。由于數(shù)據(jù)傳輸更快更可靠，主要應(yīng)用于如車聯(lián)網(wǎng)、智慧工廠等領(lǐng)域。
? 大規(guī)模的機(jī)器類型通信（Massive Machine Communication ，簡(jiǎn)稱 mMTC）。5G 將大幅度提高網(wǎng)絡(luò)容量和聯(lián)接密度，主要應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，用于提高人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器等之間的聯(lián)接能力。
【室內(nèi)覆蓋向 5G 演進(jìn)中面臨的挑戰(zhàn)】
統(tǒng)計(jì)表明，目前 4G 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中超過(guò) 80% 的業(yè)務(wù)發(fā)生在室內(nèi)場(chǎng)景。伴隨 5G 業(yè)務(wù)種類持續(xù)增多和行業(yè)邊界不斷擴(kuò)展，業(yè)界預(yù)測(cè)未來(lái)超過(guò) 85% 的移動(dòng)業(yè)務(wù)將發(fā)生在室內(nèi)場(chǎng)景，因此運(yùn)營(yíng)商室內(nèi)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)能力至關(guān)重要，是 5G 時(shí)代的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。而在 4G 向 5G 演進(jìn)的進(jìn)程中，室內(nèi)覆蓋亦面臨諸多挑戰(zhàn)。
1. 場(chǎng)景、業(yè)務(wù)需求多樣性的挑戰(zhàn)
隨著 5G 時(shí)代的到來(lái)，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)從傳統(tǒng)的語(yǔ)音數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)向著多元化、多維度化的方向發(fā)展。以虛擬現(xiàn)實(shí)和高清視頻業(yè)務(wù)為代表的 5G 新業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出了更高帶寬、更大網(wǎng)絡(luò)容量得需求；以物聯(lián)網(wǎng)為代表的移動(dòng)連接業(yè)務(wù)大量普及，帶來(lái)海量無(wú)線連接和高密網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞植嫉男枨螅瑢?duì)網(wǎng)絡(luò)抗干擾和運(yùn)維帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)；以遠(yuǎn)程醫(yī)療和智能制造為代表的低時(shí)延業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延提出極限性的挑戰(zhàn)；5G 業(yè)務(wù)向公共領(lǐng)域和垂直行業(yè)的擴(kuò)展，提出 5G 網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放性和需要網(wǎng)絡(luò)切片等滿足業(yè)務(wù)多樣化的需求。
表 1. 不同 5G 業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求
| 業(yè)務(wù)類型 | 子類型 | 傳輸速率 | E2E 時(shí)延 | 可靠性 |
| 360 度視頻 VR | 入門級(jí) | 96 Mbit/s | <10ms | 中 |
| 高級(jí) | 419Mbit/s | |||
| Cloud VR | 入門級(jí) | 100~150 Mbit/s | <10ms | 較高 |
| 4.7Gbit/s | ||||
| 超高清視頻全景直播 | 1080P | 6 Mbit/s | 10~50ms | 中 |
| 2K 視頻 | 10 Mbit/s | |||
| 8K 視頻和云游戲 | 50~100 Mbit/s | <10ms | 較高 | |
| 無(wú)線醫(yī)療 | 遠(yuǎn)程內(nèi)窺鏡:：360 度 4K+觸覺(jué)反饋 | 50 Mbit/s | <5ms | 高 |
| 遠(yuǎn)程超聲波：AI 視覺(jué)輔助，觸覺(jué) 反饋 | 23 Mbit/s | <10ms | 高 | |
| 智能制造 | 無(wú)線工業(yè)相機(jī) | 1~10 Gbit/s | <100ms | 高 |
| 工業(yè)穿戴設(shè)備 | 1 Gbit/s | |||
| 室內(nèi)定位 | 精度 1m (BW: 100MHz) | 不依賴 | 不敏感 | 不依賴 |
相比于之前的 2/3/4G 移動(dòng)通信系統(tǒng)，5G 將在更高的 C-bａnd 和毫米波頻段上部署，以此來(lái)滿足 5G 對(duì)超大頻譜帶寬的要求。然而，該頻段上的部署也將帶來(lái)室外信號(hào)穿透覆蓋室內(nèi)時(shí)更大的鏈路損耗。C-bａnd 上的無(wú)線信號(hào)相對(duì) 2/3/4G 的 sub-3GHz 信號(hào)，每穿透一面混凝土墻壁將會(huì)有 8-13dB 的額外損耗。而對(duì)毫米波而言，混凝土墻壁直接就將信號(hào)衰減至無(wú)法通信的狀態(tài)。因此，通過(guò)室外宏站穿透覆蓋室內(nèi)的方式將非常困難，進(jìn)而需要在室內(nèi)建立專門的室分網(wǎng)絡(luò)，并且實(shí)現(xiàn)室內(nèi)覆蓋和室外宏站的相互協(xié)同才能確保提供優(yōu)質(zhì)的、一致的室內(nèi)移動(dòng)通信體驗(yàn)。
2. 快捷施工以及可視化運(yùn)維的挑戰(zhàn)
相對(duì)于室外布網(wǎng)，室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)場(chǎng)需要與業(yè)主協(xié)調(diào)，安裝和調(diào)試過(guò)程更為復(fù)雜，進(jìn)場(chǎng)維護(hù)故障設(shè)備的時(shí)間和人工成本很高。傳統(tǒng)的無(wú)源室分系統(tǒng)，因?yàn)闊o(wú)源器件太多、故障點(diǎn)多且無(wú)法有效監(jiān)控，對(duì)于多天線技術(shù)支持方面，存在工程復(fù)雜，擴(kuò)容困難等難題，不利于 5G 室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的快速部署和網(wǎng)絡(luò)智能化演進(jìn)。此外，隨著 5G 網(wǎng)絡(luò)密集組網(wǎng)成為常態(tài)，室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備密度和數(shù)量將大幅度增加。因此，如何實(shí)時(shí)有效地監(jiān)測(cè)海量頭端設(shè)備和網(wǎng)元設(shè)備的工作狀態(tài)，根據(jù)周邊信道條件和用戶密度自動(dòng)優(yōu)化和配置網(wǎng)絡(luò)資源，如何對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可視化運(yùn)維和故障的自動(dòng)診斷和愈合，直接決定了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維的人工成本和運(yùn)營(yíng)商的開(kāi)銷。因此智能運(yùn)維必將成為未來(lái)室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的條件。
【5G 小基站遠(yuǎn)端單元特點(diǎn)介紹】
配備 100MHz 網(wǎng)絡(luò)帶寬，同時(shí)能夠支持 LTE 2T2R×2 和 5G NR 4T4R×1 的 MIMO 部署。有源的天線化架構(gòu)設(shè)計(jì)，配合單元、分布式單元以及擴(kuò)展單元能夠進(jìn)行小區(qū)動(dòng)態(tài)分裂、多載波聚合和高階調(diào)制等技術(shù)，靈活滿足網(wǎng)絡(luò)流量在區(qū)域和時(shí)間分布上的潮汐現(xiàn)象需求， 帶給用戶的網(wǎng)絡(luò)連接速度體驗(yàn)。
2) 傳輸方式靈活，配套簡(jiǎn)單
支持 POE 供電，并且支持網(wǎng)線或光電混合纜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。提供 10GE 的 RJ45 或10G/25G 以上 SFP 的光接口，通過(guò)對(duì)室內(nèi)大帶寬、輕量化的傳輸，如網(wǎng)線，光纖等的支持，替代傳統(tǒng)笨重的射頻電纜能夠快速完成室內(nèi)部署。
3) 物業(yè)協(xié)調(diào)容易，施工便捷
數(shù)字化室分單元施工便捷，物業(yè)協(xié)調(diào)容易。傳統(tǒng)室分網(wǎng)絡(luò)需要部署射頻饋線、功分器、合路器、天線頭端等多個(gè)設(shè)備，施工復(fù)雜、工程難度大。新型數(shù)字化室分網(wǎng)絡(luò)只需要部署有源天線頭端設(shè)備，就能夠使用網(wǎng)線或者光電復(fù)合纜作為傳輸介質(zhì)和供電線路。總體而言結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工容易，相比于傳統(tǒng)室分系統(tǒng)，器件數(shù)量減少 80%，施工周期縮短 2/3。
4) 運(yùn)維可視化，擴(kuò)容方便
新型數(shù)字化室分是有源天線系統(tǒng)，所有的設(shè)備均能夠通過(guò)通訊鏈路實(shí)時(shí)上報(bào)當(dāng)前設(shè)備工作狀態(tài)，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)而言不存在監(jiān)控盲區(qū)，每個(gè)設(shè)備的工作狀態(tài)盡在掌握中，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)維護(hù)的可視化。該數(shù)字化室分亦可根據(jù)系統(tǒng)指示，配合系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)周邊信道條件和用戶密度自動(dòng)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源配備，減少運(yùn)營(yíng)商因人工介入帶來(lái)的營(yíng)運(yùn)開(kāi)支。此外，相比較傳統(tǒng)室分系統(tǒng)，新型數(shù)字化室分設(shè)備的極限狀態(tài)是一個(gè) RU 一個(gè)小區(qū)，因此可以通過(guò)軟件配置的方式靈活擴(kuò)容，保護(hù)運(yùn)營(yíng)商的設(shè)備投資。
相關(guān)技術(shù)指標(biāo)：
| 電氣性能 | |
| 頻段（MHz) | 2.6GHz, 4.9GHz |
| 頻率范圍（MHz） | 2515MHz-2675MHz (n41) 4800MHz-4900MHz (n79) |
| IBW（MHz) | 100MHz |
| 制式 | 5G NR SA/NSA，LTE/LTE-A |
| 下行調(diào)制方式 | QPSK/16QAM/64QAM/256QAM |
| 上行調(diào)制方式 | π/2-BPSK/QPSK/16QAM/64QAM |
| 發(fā)射功率 | 4 × 250mW |
| 收發(fā)通道 | LTE 2×2MIMO 和 NR 4×4MIMO |
| 單天線接收靈敏度 | -94dBm |
| 天線增益（dBi） | 2515MHz-2675MHz (n41)：2dBi 4800MHz-4900MHz (n79)：2.5dBi |
| 天線駐波比 | ≤1.8 |
| 天線隔離度 | ≥25dB |
| 工程指標(biāo) | |
| 供電方式 | POE 或光電混合纜供電：48VDC |
| 接口數(shù)量 | 10GE 的 RJ45 電接口×2 或者 10G/25G SFP 的光接 口×2 (支持 CPRI 和 eCPRI) |
| 傳輸距離 | PoE 供電：100m 光電復(fù)合纜：200m |
| 尺寸（高×寬×深） | 60mm × 210mm × 210mm |
| 重量（kg） | <3kg |
| 滿載功耗 | 平均功耗(99%負(fù)載): 40W |
| 工作溫度 | -5°C ~ +55°C |
| 保護(hù)級(jí)別 | IP31 |
| 相對(duì)濕度 | 5%RH~95%RH |
| 氣壓 | 20kPa ~ 106kPa |
| 電源接口防雷指標(biāo) | 差模：0.5kV （1.2/50us） 共模：2kV （1.2/50us) |
| 安裝方式 | 支持掛墻、吸頂?shù)榷喾N安裝方式 |
【5G 小基站遠(yuǎn)端單元應(yīng)用場(chǎng)景舉例】
1. 5G 智慧交通樞紐場(chǎng)景：
交通樞紐場(chǎng)景包含機(jī)場(chǎng)、高鐵站、火車站、地鐵站以及汽車站等。隨著用戶出行方式的日益豐富，機(jī)場(chǎng)、車站等場(chǎng)景將會(huì)產(chǎn)生更豐富多樣的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求。各大交通樞紐也將陸續(xù)探索和啟動(dòng)智慧系統(tǒng)的建設(shè)，為廣大出行旅客帶來(lái)高效、智能、暢快的信息服務(wù)新體驗(yàn)并降低營(yíng)運(yùn)成本。
體育場(chǎng)館、展廳作為重大賽事、展會(huì)和集會(huì)的發(fā)生地，是運(yùn)營(yíng)商品牌建設(shè)和用戶體驗(yàn)保障的核心場(chǎng)景。在這里，除了應(yīng)對(duì)賽事、展會(huì)和集會(huì)期間所產(chǎn)生的密集的語(yǔ)音、即時(shí)通信、
圖片與短視頻分享等各種應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)沖擊外，還能夠基于 5G 網(wǎng)絡(luò)所帶來(lái)特點(diǎn)，衍生出更多的應(yīng)用，為觀眾和展商帶來(lái)絕妙的觀賽和參展體驗(yàn)。
3. 5G 智慧醫(yī)院場(chǎng)景：
在醫(yī)療行業(yè)種，當(dāng)前存在醫(yī)療資源地域分布不均衡，專業(yè)醫(yī)生資源、陪護(hù)人員不足，患者就診問(wèn)診困難等問(wèn)題。5G 技術(shù)的導(dǎo)入將為醫(yī)療行業(yè)帶來(lái)革命性的變化，幫助醫(yī)療行業(yè)邁向數(shù)字化、智慧化?；颊吣軌蛟诰驮\等待、住院等過(guò)程中一方面獲得更好的就診體驗(yàn)和更專業(yè)的醫(yī)療服務(wù)。
在智慧醫(yī)院場(chǎng)景中，新型數(shù)字化室分的 5G 網(wǎng)絡(luò)能夠按需進(jìn)行扇區(qū)分裂和遠(yuǎn)程擴(kuò)容，以保障客戶和就診人員優(yōu)秀的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)體驗(yàn)。通過(guò)在門診等候區(qū)、住院部、手術(shù)室、會(huì)議室、醫(yī)生門診和辦公室、停車場(chǎng)等區(qū)域，結(jié)合業(yè)務(wù)需求，做好功能區(qū)定制化設(shè)計(jì)，提供多功能區(qū)域協(xié)同容量規(guī)劃，幫助醫(yī)院全面向數(shù)字化、智慧化轉(zhuǎn)型，最終實(shí)現(xiàn)革命性變化，如智能導(dǎo)診、遠(yuǎn)程會(huì)診、遠(yuǎn)程查房等業(yè)務(wù)。
智能導(dǎo)診：智慧導(dǎo)診能夠幫助患者減少等待時(shí)間、提高醫(yī)療資源的使用效率。通過(guò)智能導(dǎo)診機(jī)器人，患者可以及時(shí)獲知當(dāng)前檢查和問(wèn)診情況，住院的病人還能及時(shí)獲得機(jī)器人送達(dá)的藥物和餐食。行動(dòng)不便的患者通過(guò)智能移動(dòng)能夠按時(shí)準(zhǔn)確地到達(dá)相關(guān)治療區(qū)域。
遠(yuǎn)程會(huì)診：可以將患者的三維病理影像資料實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程共享、同時(shí)讓所有的實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)設(shè)備連入網(wǎng)絡(luò)且共享資料，實(shí)現(xiàn)多地醫(yī)療專家遠(yuǎn)程接入會(huì)診、討論、互動(dòng)，并及時(shí)輸出醫(yī)療方 案。
遠(yuǎn)程查房：通過(guò)將患者所有的監(jiān)護(hù)設(shè)備、房間的相關(guān)醫(yī)療設(shè)施連入云端，醫(yī)生就能夠隨時(shí)隨地地進(jìn)行查房，了解患者的生理體征變化，并且與患者進(jìn)行實(shí)時(shí)溝通。
通過(guò)以上的業(yè)務(wù)規(guī)劃，最終將帶來(lái)傳統(tǒng)醫(yī)療行業(yè)的轉(zhuǎn)型和變革，運(yùn)營(yíng)商為醫(yī)院和患者提供更優(yōu)質(zhì)的寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的同時(shí)，還能通過(guò)提供全面的系統(tǒng)規(guī)劃和增值業(yè)務(wù)獲得額外的運(yùn)營(yíng)收入。
【最后總結(jié)】
5G 網(wǎng)絡(luò)除了承載傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音業(yè)務(wù)之外，更多的還將向垂直行業(yè)進(jìn)行整合和擴(kuò)展。
5G 小基站遠(yuǎn)端單元，配合運(yùn)營(yíng)商的 5G 網(wǎng)絡(luò)和規(guī)劃，將能夠在 5G 的室內(nèi)環(huán)境提供優(yōu)質(zhì)的移動(dòng)通訊業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)容、低維護(hù)成本以及高可靠性的設(shè)計(jì)。此外，5G 新型室內(nèi)數(shù)字化室分單元傳輸方式靈活，配套簡(jiǎn)單，物業(yè)協(xié)調(diào)容易，施工便捷能夠幫助運(yùn)營(yíng)商快速高效的實(shí)施 5G 網(wǎng)絡(luò)的全面商用化鋪設(shè)。
