室內覆蓋低成本建設模式研究

1 引言

隨著城市的發(fā)展，建筑物越來越密集，這些建筑物規(guī)模大、分布不規(guī)則，無線網(wǎng)絡信號的深度覆蓋嚴重不足，室內覆蓋的建設需求越來越大。傳統(tǒng)的室內覆蓋建設模式缺乏靈活性，造價成本高。本文結合建筑物的特點，對室內分布系統(tǒng)技術方案進行了分解，摒棄傳統(tǒng)單一的覆蓋方式，結合場景特點、業(yè)務需求，因地制宜制定合適的技術方案，從而節(jié)約投資，降低建設成本，為公司室內覆蓋建設提供科學指引。

2 室內覆蓋面臨問題

建設手段單一：目前95%以上的室內覆蓋建設模式均采用傳統(tǒng)的布放方式，即信源+饋線+全向吸頂天線的方式，建設手段單一，未針對場景和建筑物特點進行區(qū)分，影響了覆蓋效果，不利于建設成本的節(jié)約[1]。

電梯地停造價成本高：商務樓宇電梯地停的造價成本占單站建設成本的20%-50%，住宅樓宇電梯地停的造價成本占單站建設成本的40%-70%，因此電梯地停覆蓋成本直接影響單站投資。

建設需求大：按照4G室內建設標準測算，廣東需通過室內分布系統(tǒng)進行覆蓋的樓宇規(guī)模達到18萬棟，需投入資金86億元。[2]

3 室內覆蓋低成本建設策略

3.1 室內覆蓋標準優(yōu)化

（1）制定分場景的覆蓋標準：區(qū)分重要場景、其它場景的平層覆蓋標準，以及電梯、地停、綜合覆蓋分場景的覆蓋標準；

（2）制定室分系統(tǒng)工程建設需求準入評估標準，滿足評估標準的通過室外站進行覆蓋，不滿足評估標準的納入室分建設；

（3）降低電梯、地停的覆蓋標準。[3]

LTE室分驗收標準，如表1所示。

表1 LTE室分驗收標準指標表

3.2 室內覆蓋多元化技術方案思路

傳統(tǒng)DAS由于技術水平限制等原因，一直存在高成本、低收益的矛盾。為了提高投資效益，需通過多元化技術方案，降低建設成本，提高整體網(wǎng)絡的投資回報率。本次研究打破一個站點只選取一套技術方案的傳統(tǒng)思路，結合成本、場景和建筑物特點，不同區(qū)域選取合適的技術方案進行深度覆蓋，從而達到綜合建網(wǎng)成本最低的目標，如圖1，圖2所示。

圖1 商務樓宇技術方案全景圖

圖2 住宅小區(qū)技術方案全景圖

4 室內覆蓋技術方案分析

當前，主流使用室內覆蓋技術方案包括傳統(tǒng)DAS系統(tǒng)、綜合覆蓋、數(shù)字化分布系統(tǒng)、微分布系統(tǒng)等，說明如下。

4.1 傳統(tǒng)DAS系統(tǒng)

傳統(tǒng)室內覆蓋分布系統(tǒng)分為無源分布系統(tǒng)和有源分布系統(tǒng)。

如圖3所示，無源分布系統(tǒng)主要采用由分路器、合路器、耦合器、功分器、饋線、天線組成，通過無源分配器件，將信號分配至各個需要覆蓋的區(qū)域。

有源分布式系統(tǒng)通過有源器件(有源集線器、有源放大器、有源功分器等)和天饋線進行信號放大和分配，使用小直徑同軸電纜作為信號傳輸介質，利用多個有源小功率干線放大器對線路損耗進行中繼放大，再經(jīng)天線對室內各區(qū)域進行覆蓋[4]。

圖3 常規(guī)使用的無源分布系統(tǒng)圖

4.2 綜合覆蓋

綜合覆蓋是將室內和室外覆蓋綜合統(tǒng)籌考慮，運用室內覆蓋分布系統(tǒng)和室外基站多技術手段，全方位解決區(qū)域化場景室內外覆蓋的覆蓋方案。此方案不僅減少室內外信號的相互干擾，也方便對各小區(qū)內部容量進行調整，而且不必全部樓宇都建設單獨的室內分布系統(tǒng)，實現(xiàn)了室分系統(tǒng)投資的有效節(jié)約。綜合覆蓋目前是廣東聯(lián)通主要覆蓋手段之一，如圖4所示。

圖4 住宅小區(qū)綜合覆蓋示意圖

4.3 數(shù)字化分布系統(tǒng)

數(shù)字化分布系統(tǒng)主要指華為Lampsite、中興Qcell、愛立信DOT。

如圖5所示，數(shù)字化分布系統(tǒng)主要由BBU、光纖、RHUB、網(wǎng)線、pRRU組成，其中對分布系統(tǒng)結構影響較大的是網(wǎng)線/復合光纜和pRRU，主要網(wǎng)絡架構分為三級：

無線網(wǎng)的基帶單元，統(tǒng)一定義為：BBU基帶單元；對應華為的“DBS3900 BBU”，愛立信的“數(shù)字單元DU”，中興的“基帶單元BBU”。

拓撲結構中的中繼連接控制單元，統(tǒng)一定義為：中繼擴展單元；對應華為的“RHUB”，愛立信的“室內無線單元”、中興的“pBridge”。

射頻單元，統(tǒng)一定義為：遠端RRU單元；對應華為的“pRRU”，愛立信的“無線點”，中興的“pRRU”[4]。

圖5 數(shù)字化分布系統(tǒng)示意圖

4.4 數(shù)字化擴展分布系統(tǒng)

數(shù)字化擴展分布系統(tǒng)主要指華為lightsite2.0、華為vRRU等。

LightSite2.0解決方案由BBU+RHUB+pRRU+外接天線組成。pRRU自身可以發(fā)射功率，同時可以外接2個MIMO天線（點位），總共可以實現(xiàn)3個MIMO點位的覆蓋。

vRRU解決方案由BBU+RHUB+vRRU+外接板狀天線/對數(shù)周期天線組成。vRRU和RHUB之間為光纖拉遠，交流供電?？梢越庸Ψ制?，實現(xiàn)1個vRRU接4-8個（推薦）板狀天線或者對數(shù)周期天線，實現(xiàn)4-8部電梯或者最大20 000平米地停的覆蓋[5]。

4.5 微分布系統(tǒng)

微分布系統(tǒng)主要指集成廠家的PDAS、EDAS類型產(chǎn)品；

EDAS型天線一體化微功率接入系統(tǒng)具有無線轉發(fā)，雙向放大基站上、下行鏈路信號功能；用于電梯等盲區(qū)的信號覆蓋；支持DCS、FDD-LTE或者WCDMA/FDDLTE移動通信信號放大，輸出功率為200 mW[5]。

PDAS-UDWE無線光纖型多業(yè)務數(shù)字分布式系統(tǒng)是DCS、WCDMA、LTE1 800和LTE2 100四種制式的無線光纖型多業(yè)務分布系統(tǒng)。PDAS系統(tǒng)主要由接入單元（AU，Access Unit）和覆蓋單元(RU，Remote Unit)組成，輸出功率有500 mW/2W兩款[6]。

4.6 光纖分布系統(tǒng)

光纖分布系統(tǒng)主要是將射頻信號耦合進光纖分布系統(tǒng)，轉換成數(shù)字信號，采用數(shù)字化技術，基于光纖進行傳輸?shù)男滦褪覂韧夥植枷到y(tǒng)；采用三層網(wǎng)絡結構，接入單元（AU，Access Unit）、擴展單元(EU，ExtendedUnit)、遠端單元(RU，Remote Unit)三部分組成，用于2G、3G、LTE無線通信信號深度覆蓋[7]。其接入控制單元AU與近端擴展單元EU連接采用光纖傳輸；近端擴展單元EU和遠端射頻單元RU連接，采用低壓復合光纜傳輸方式；而其遠端射頻單元MRU根據(jù)覆蓋場景需求劃分為外接天線型、一體化天線型等多種規(guī)格[8]。

5 室內覆蓋低成本技術方案應用

結合場景價值、成本、業(yè)務需求、施工難度、5G網(wǎng)絡演進等維度，提出以下分場景的差異化技術方案，從而實現(xiàn)低成本建設室內覆蓋的目標。

5.1 住宅小區(qū)“怎么做”

大型住宅小區(qū)的樓層高度不一、功能多樣、室內戶型結構復雜，建筑規(guī)模較大，建筑物布局形式多樣，樓間距大，一般在50～100 m，一般都具備地下停車場和電梯。采取室內外協(xié)同覆蓋、以外為主策略，室內分布系統(tǒng)主要解決電梯、地下室覆蓋。

5.1.1 住宅小區(qū)平層覆蓋策略

（1）高業(yè)務住宅部署傳統(tǒng)綜合覆蓋為主，即信源RRU+饋線+射燈天線（或其它天線），前期滿足4G覆蓋，后期refarming到5G，節(jié)約建設成本[9]，如圖6所示。

圖6 高層住宅覆蓋示意圖

（2）中低業(yè)務住宅部署光纖分布系統(tǒng)，主要滿足4G覆蓋，5G建設需求暫不考慮[10]，如圖7所示。

圖7 中低層住宅覆蓋示意圖

5.1.2 電梯覆蓋策略

電梯是狹小封閉空間，主要采用微分布系統(tǒng)（EDAS）進行覆蓋，根據(jù)樓宇高度選擇合適的覆蓋方式，如圖8所示。

圖8 電梯覆蓋示意圖

5.1.3 地停覆蓋策略

地下停車場一般較為空曠，空間相對封閉，數(shù)據(jù)業(yè)務需求低，用戶停留時間短，主要采用微分布系統(tǒng)（PDAS）進行覆蓋，節(jié)約建設成本，如圖9所示。

圖9 地停覆蓋示意圖

5.2 商務樓宇“怎么做”

商務樓宇指非住宅類樓宇，大型的商務樓宇主要采用室內分布系統(tǒng)解決器信號覆蓋，商務樓宇的室內覆蓋技術方案選取主要考慮是否能滿足網(wǎng)絡覆蓋和質量的指標要求、選取的技術方案系統(tǒng)是否安全和穩(wěn)定、維護是否便利、系統(tǒng)向5G演進是否可行等因素。[11]在滿足以上要求前提下，選取低成本的技術方案進行建設，達到降本增效的目標。表2為分場景的技術方案使用總結。

表2 LTE商務樓宇分場景建設方案

6 實施試點效果

6.1 站點概況

佛山環(huán)湖小學東校區(qū)位于佛山市禪城區(qū)石灣永星大道西，學校又分為東區(qū)、西區(qū)，共6棟樓，6部電梯，地上6層，地下1層，電梯高度7層；東區(qū)地下一層面積9 000平方米，西區(qū)10 000平方米，總計19 000平方米。

6.2 覆蓋方案

平層：室外基站已覆蓋；

電梯：6部電梯采用微分布系統(tǒng)（EDAS）進行覆蓋；

地停：覆蓋東、西區(qū)地下室采用為分布系統(tǒng)（PDAS）進行覆蓋，每臺遠端帶2-4副小板狀天線；

6.3 測試效果

測試效果如表3所示。

表3 試點測試效果

6.4 成本對比

如表4所示,本試點數(shù)字微分布系統(tǒng)方案比傳統(tǒng)覆蓋方案節(jié)省投資52 018.4元，節(jié)省率約48.17%。

表4 成本對比表

7 總結

完善的網(wǎng)絡覆蓋可以幫助運營商提升品牌，增加業(yè)務收入，挖掘潛在用戶市場，提高綜合競爭力。降低建設成本，完善深度覆蓋需求，是在競爭中獲得優(yōu)勢的關鍵。本文結合建設過程中的問題和經(jīng)驗，提出分場景分區(qū)域采用不同技術方案的策略，得出即保障覆蓋，又能降低成本的建設思路和策略，為公司室內建設提供科學指引。