地下停車場無線覆蓋技術(shù)應(yīng)用研究

王 進(jìn)，唐志華，吳 桐

（中通服咨詢設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

1 室內(nèi)分布系統(tǒng)

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，新建樓宇越來越密集且越來越高。同時，隨著5G商用時代的到來，我國移動用戶數(shù)量、話務(wù)密度、流量密度呈現(xiàn)出快速增長的趨勢，導(dǎo)致需要信號覆蓋的區(qū)域不斷擴(kuò)大[1]。傳統(tǒng)的室外宏站信號難以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的大數(shù)據(jù)大流量需求，尤其是新建建筑物的墻體屏蔽作用導(dǎo)致移動信號微弱不達(dá)標(biāo)，形成了信號盲區(qū)和陰影區(qū)，嚴(yán)重影響人們的正常通信[2]。地下停車場是現(xiàn)代新建樓宇的標(biāo)配，其封閉特性導(dǎo)致室外信號很難覆蓋到該區(qū)域，因此需要通過室內(nèi)分布系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充覆蓋。

室內(nèi)分布系統(tǒng)是一種利用天饋系統(tǒng)將室外宏基站信號引入室內(nèi)的系統(tǒng)，可以將通信信號均勻分布到室內(nèi)的每個角落，從而獲得理想的室內(nèi)信號覆蓋效果，滿足人們的通信需求，改善室內(nèi)通信環(huán)境[3-4]。隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，目前我國的室內(nèi)分布系統(tǒng)主要包括無源分布系統(tǒng)和有源分布系統(tǒng)，相應(yīng)的架構(gòu)如圖1和圖2所示。

圖1 無源分布系統(tǒng)架構(gòu)

圖2 有源分布系統(tǒng)架構(gòu)

無源分布系統(tǒng)主要采用大功率分布式基站作為信源，將通信基站傳輸?shù)墓庑盘栟D(zhuǎn)化為電信號，也稱為射頻信號。然后，通過無源器件（功分器或耦合器等）進(jìn)行信號分路，使用饋線、泄漏電纜等設(shè)備按照設(shè)計(jì)好的路由將信號均勻分配到室內(nèi)建筑物的各個天線和泄漏電纜上[5]。這些信號會沿著相應(yīng)的方向輻射出去，從而解決室內(nèi)無線通信問題。

有源分布系統(tǒng)也被稱為新型數(shù)字化室分系統(tǒng)，主要由接入單元、擴(kuò)展單元以及遠(yuǎn)端單元構(gòu)成[6]。這種系統(tǒng)主要用于解決高話務(wù)、高流量場景的無線信號覆蓋和通信容量吸收問題。

2 地下停車場無線網(wǎng)覆蓋現(xiàn)狀

隨著室內(nèi)分布系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用技術(shù)日益成熟，現(xiàn)在大部分室內(nèi)信號覆蓋都得到明顯的改善[7]。在政府提速降費(fèi)的號召下，各大通信運(yùn)營企業(yè)開始將降本增效作為一項(xiàng)重要任務(wù)，地下停車場這種高投入低回報(bào)的覆蓋問題逐漸凸顯。

地下停車場無線覆蓋主要有以下特點(diǎn)：第一，建筑面積通常較大，室外信號無法覆蓋，信號覆蓋需求迫切；第二，人員駐留時間較短，業(yè)務(wù)量不高；第三，建設(shè)投資高，投入產(chǎn)出不成比例，建設(shè)投資回收期較長；第四，相對于其他室內(nèi)場景，覆蓋要求不高，需求等級較低；第五，各大通信運(yùn)營商地下停車場覆蓋策略不統(tǒng)一，信號覆蓋率不足。

針對地下停車場無線覆蓋的特點(diǎn)，目前主流的覆蓋方案是以運(yùn)營商投資建設(shè)無源室分+板狀天線薄覆蓋為主[8]。受運(yùn)營商投資策略和信源采購調(diào)整的影響，即語音通話4G信源采購量逐年降低，4G/5G融合信源逐級占據(jù)主導(dǎo)地位，主要應(yīng)用于高流量、高話務(wù)場景，地下停車場無線網(wǎng)覆蓋率仍處于低位。目前全網(wǎng)覆蓋的地下停車場不足40%，增量建設(shè)刻不容緩。

3 地下停車場無線覆蓋解決方案

通過對地下停車場無線覆蓋的研究，發(fā)現(xiàn)存在諸多問題。一方面，由于其屬于高投資低回報(bào)的項(xiàng)目，運(yùn)營商新增建設(shè)的意愿并不高。此外，部分房產(chǎn)開發(fā)企業(yè)或業(yè)主對通信信號輻射存在誤解，對通信建設(shè)造成阻礙。另一方面，已建設(shè)的地下停車場無線覆蓋普遍存在盲區(qū)、信號覆蓋不達(dá)標(biāo)等問題。為解決當(dāng)前地下停車場的無線覆蓋問題，可以采取相應(yīng)的措施。

通過政府主導(dǎo)，推動通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，使其成為繼水、電、氣、交通之后的第5大城市公共基礎(chǔ)設(shè)施。全面加強(qiáng)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推動無線網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋，助力經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和民生持續(xù)改善。

此外，消除人們對信號輻射的誤解。人們現(xiàn)在生活在一個非常復(fù)雜的電磁輻射環(huán)境中，手機(jī)、電腦、電視等都存在電磁輻射，但只要輻射能量在一定范圍內(nèi)，就不會對身體健康產(chǎn)生影響。為保護(hù)人們的健康，世界各國對于電磁輻射都規(guī)定了相應(yīng)的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。在這些標(biāo)準(zhǔn)中，我國的輻射標(biāo)準(zhǔn)是全世界較為嚴(yán)格的。國家對入網(wǎng)的通信設(shè)備都經(jīng)過嚴(yán)格檢查，只有符合國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)才被允許使用。

通過對現(xiàn)有地下停車場室內(nèi)分布系統(tǒng)的研究發(fā)現(xiàn)，可以采用多頻融合集約化信源設(shè)備+鋁制廣角漏纜的覆蓋方式來解決當(dāng)前困境[9]。這種覆蓋方式可以有效提高信號覆蓋效率，降低建設(shè)成本，具有良好的適應(yīng)性。在地下停車場信源設(shè)備投資中，設(shè)備投資占總投資的40%左右。如果能整合多家運(yùn)營商共享信源設(shè)備，就可以有效節(jié)約建設(shè)成本。目前，多頻融合信源設(shè)備已經(jīng)有了可以支持多家運(yùn)營商多套系統(tǒng)的產(chǎn)品，使用多頻融合集約化設(shè)備既符合綠色發(fā)展的趨勢，也符合國家的“雙碳”戰(zhàn)略，是未來通信設(shè)備發(fā)展的主要方向[10]。

使用鋁制廣角漏纜覆蓋地下停車場可以有效解決傳統(tǒng)天饋信號覆蓋存在的問題，具有明顯優(yōu)勢。通過調(diào)節(jié)傳統(tǒng)漏纜輻射開孔，保持原有電氣性能和機(jī)械性能不變，擴(kuò)大其輻射角度到170°，在掛高3 m的情況下，可以形成有效輻射寬度為40～50 m的均勻輻射信號帶，從而實(shí)現(xiàn)對較大縱深的平層室內(nèi)覆蓋。地下停車場場景具有很大的縱深，適合使用廣角漏纜進(jìn)行覆蓋。廣角漏纜停車場覆蓋示意如圖3所示。

圖3 使用廣角漏纜覆蓋停車場示意

此外，廣角鋁漏纜的研發(fā)采用整段漏纜設(shè)計(jì)，大幅減少無源器件和天線的使用量，三階互調(diào)性能好，有效減少故障隱患點(diǎn)，降低問題排查難度，提高施工和維護(hù)效率。由于廣角鋁漏纜的外導(dǎo)體采用鋁制，輻射均勻、器件使用量小，在相關(guān)場景下具有造價可控、方案設(shè)計(jì)簡單、容易達(dá)成共識等優(yōu)勢，便于解決相關(guān)問題。地下停車場傳統(tǒng)室分系統(tǒng)與廣角鋁漏纜系統(tǒng)對比如表1所示。

表1 地下停車場傳統(tǒng)室分系統(tǒng)與廣角鋁漏纜系統(tǒng)對比

4 結(jié) 論

隨著城市的建設(shè)的不斷推進(jìn)，地下停車場已成為大部分現(xiàn)代小區(qū)的標(biāo)配。為了加快小區(qū)地下停車場的無線網(wǎng)覆蓋，進(jìn)一步提升城市數(shù)字化水平，助力國家現(xiàn)代化進(jìn)程，采用多頻融合的集約化信源設(shè)備+鋁制廣角漏纜的無線覆蓋方式有著重要意義。這種覆蓋方式具有信號覆蓋均勻、穩(wěn)定、成本低等優(yōu)勢，既解決了民生熱點(diǎn)訴求，又實(shí)現(xiàn)了通信運(yùn)營商降本增效的建設(shè)目標(biāo)，對促進(jìn)無線通信領(lǐng)域發(fā)展、帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級也具有十分重要的意義。