面向5G的室内覆盖数字化演进技术解决方案
概述
数字化技术催生各行业的不断创新：ICT、媒体、金融、保险在数字化发展 曲线中已经独占鳌头，零售、汽车、油气化工、健康、矿业、农业等也在加速 其进程。促进数字化进程的关键技术包括软件定义设备、大数据、云计算、区 块链、网络安全、时延敏感网络、虚拟现实和增强现实等。
而连接一切技术的是–通讯网络。
正如2G伴随语音，3G伴随数据，4G伴随移动互联网，人们对5G的期盼则 是：以超大带宽、超低时延和超强连接的能力，使能全行业数字化，成为社会 基础的生产力。统计表明，目前4G移动网络中超过70%的业务发生在室内场景。
伴随5G业务种类持续增多和行业边界不断扩展，运营商室内移动网络将更 加重要，是运营商在5G时代的核心竞争力之一。面向5G的室内覆盖数字化网 DIS（DigitalIndoor System），也须朝为未来5G业务提供基础能力的方向进行 建设。
本方案将从5G室内业务推动室内建网角度描述室内数字化网络的5G演进 思路和相关技术。
5G 室内网络演进的驱动力
4G承载的是“移动互联网”，而人们对5G的定位不仅仅是能为用户提供更 好体验和更多业务的eMBB网络，还是连接行业的网络。
5G将不仅仅是简单的一张通讯网，而是作为底层网络深入到社会各行各业。增强现实（AR）、虚拟现实（VR）、自动驾驶、智慧家庭、无线医疗、远程教育、新社交网络、个人AI辅助、工业制造和物联网等业务领域将会得到5G技术的支撑。这意味着5G时代的业务场景与4G相比差异巨大，更加丰富。ITU要求支撑上述业务网络满足峰值10Gbit/s、时延1ms、每平方千米1百万连接数等关键技术要求。而仅仅靠4G网络的升级扩容，远远不能达到要求。
下面从几个典型的未来室内业务的角度描述业务对于5G的需求程度。 ? 2.1 VR/AR：需求网络高速率和低时延
VR/AR是典型的高带宽、低时延业务，通常发生在室内。为了满足越来越多的应用场景体验，设备移动性是需要考虑的其中一项重要指标，这就需要设备通过无线网络传输。另外，VR/AR业务强依赖于实时计算机图像渲染和建模，需要大量的数据传输、存储和计算功能，这些数据和计算密集型任务如果转移到云端，就能利用云端服务器的数据存储和高速计算能力。
高质量VR/AR内容处理走向云端，满足用户日益增长的体验要求的同时降低了设备价格，VR/AR将成为移动网络最有潜力的大流量业务。虽然现有4G网络平均吞吐量可以达到100 Mbps，但一些高阶VR/AR应用需要更高的速度和更低的延迟。
? 2.2 新社交网络：高清视频需求大带宽
新社交网络的最明显的特征是视频在社交中占据的比例越来越大，对视频的清晰程度要求越来越高。移动视频业务不断发展，从以前用户直接观看点播视频到现在不同渠道观看各种实时直播内容。室内赛场、演唱会现场甚至是个人直播场景，视频直播对网络的容量提出了更高的要求。
智能手机内置软件依靠移动直播视频平台，可以保证主播和观众互动的实时性，使这种新型的“一对多”直播通信比传统的“一对多”广播更具互动性和社交性。另外，观众之间的互动也为直播视频业务增加了“多对多”的社交维度。
? 2.3 个人AI 辅助：低时延提升系统反馈实时性
伴随着智能手机市场的成熟，可穿戴和智能助理有望引领下一波智能设备的普及。当前由于电池使用时间，网络延迟和带宽限制，个人可穿戴设备通常采用Wi-Fi或蓝牙进行连接，需要经常与计算机和智能手机配对，无法作为独立设备存在。
5G将同时为消费者领域和企业业务领域的可穿戴和智能辅助设备提供机会。可穿戴设备将为制造和仓库工作人员提供“免提”式信息服务。云端AI使可穿戴设备具有AI能力，如搜索特定物体或人员。
在消费者领域，导盲头盔可以利用计算机视觉、三维建模、室内实时导航 和定位技术为盲人在室内提供新的“眼睛”，5G网络在带宽能力和时延能力上 为导盲提供基本的网络服务。
? 2.4 智能制造：低时延满足制造需求
工业4.0的核心是智能制造。未来，智能生产需要提升柔性、灵活性、资源效率、降低成本和产品质量。其中，灵活性则要求大部分制造设备摆脱线缆传输限制，处于一种“自由”的稳定无线环境中。对于最新最尖端的智能制造应用，灵活、可移动、高带宽、低时延和高可靠的通信是基本的要求。
BOSCH公司认为，智能制造工厂的主要场景是物流机器人，动作控制，模块化制造单元，移动人机接口，增强现实，无线传感器网络等。而工业4.0对于网络的诉求是：
? 2.5 无线医疗：大带宽和低时延辅助远程诊断
在过去5年，移动互联网在医疗设备中的使用正在增加。医疗行业开始采用 可穿戴或便携设备集成远程诊断、远程手术和远程医疗监控等解决方案。
通过5G连接到AI医疗辅助系统，医疗行业有机会开展个性化的医疗咨询服务。人工智能医疗系统可以嵌入到医院呼叫中心，家庭医疗咨询助理设备，本地医生诊所，甚至是缺乏现场医务人员的移动诊所。它们可以完成很多任务： ?? 实时健康管理，跟踪病人，病历，推荐治疗方案和药物，并建立后续预约； ?? 智能医疗综合诊断，并将情境信息考虑在内，如遗传信息，患者生活方式和患者的身体状况；
?? 通过AI模型对患者进行主动监测，在必要时改变治疗计划。移动运营商可以积极与医疗行业伙伴合作，创建一个有利的生态系统，提供IoMT（Internet of Medical Things）连接和相关服务，如数据分析和云服务等，从而支持各种功能和服务的部署。
远程诊断是一类特别的应用，尤其依赖5G网络的低延迟和高QoS保障特 性。
? 2.6 其他
5G网络强大的切片能力为行业客户提供高质量的网络服务，未来企业可以不用自己搭建和维护自己的专网，可以直接使用运营商的5G网络切片能力构造自己的本地局域网络。同时，MEC能力将为企业提供独立与公网的一套本地路由网络，能够将关键信息隔离在专有区域，保证数据的安全。
另外，越来越多的室内业务需要应用到室内定位，特别是工业制造领域，对室内定位精度的要求可达亚米级，5G网络实现米级定位能力将会带来更多的市场机会。 ? 2.7 小结
相对于2G、3G和4G的以语音和数据为主，5G时代的通信业务种类更加多元化。5G时代的典型业务从高速、高灵活、多连接、低时延、高可靠和网络开放等角度对网络提出了更高的要求。
5G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。 ? 3.1 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
面向5G的室内覆盖数字化技术解决方案
