住宅小區(qū)低成本微室分建設(shè)方案探討

盧沛然

（福建省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限公司，福建 福州 350001）

0 引言

近年來，隨著我國城市化建設(shè)的不斷發(fā)展，高層住宅小區(qū)不斷增多。住宅小區(qū)內(nèi)樓宇密集，樓層高且電梯數(shù)量多，地下室面積大。電梯、地下室對室外移動通信信號屏蔽非常嚴重，使得這些區(qū)域大部分為弱覆蓋和信號盲區(qū)，嚴重影響了運營商的服務(wù)質(zhì)量。用戶對網(wǎng)絡(luò)覆蓋的要求越來越高，由于電梯、地下室為通過式半封閉區(qū)域，產(chǎn)生的業(yè)務(wù)量非常有限，當前采用的傳統(tǒng)室分DAS 覆蓋方式建造成本高，建設(shè)周期長且造價高。采用lampsite、PRRU等新型的拉遠方案建設(shè)電梯及地下室的方式投資高，投資回報率低且不利于設(shè)備后期維護。因此，亟需一種既能降低建設(shè)成本又能夠有效覆蓋電梯及地下室等內(nèi)部信號的覆蓋手段，通過合理的投資，最大化地解決電梯、地下室的信號覆蓋，成為運營商面臨的巨大挑戰(zhàn)[1]。

1 場景特點

根據(jù)場景的特點，可將住宅小區(qū)劃分為9F 以下低矮住宅區(qū)、10F～18F 中層住宅區(qū)、18F 以上高層住宅區(qū)三大類型。住宅小區(qū)的信號覆蓋要結(jié)合樓宇層高等因素，采用合理的方法進行施工建設(shè)[2]。住宅小區(qū)的電梯及地下室等區(qū)域信號覆蓋通常具備以下6 個特點。

（1）住宅樓核心區(qū)域的電梯井結(jié)構(gòu)阻擋嚴重，宏站網(wǎng)絡(luò)信號無法穿透覆蓋（除觀光電梯外），基本為信號盲區(qū)。

（2）電梯井道內(nèi)部空間狹小，施工安全性要求高。

（3）電梯與地下室區(qū)域的移動用戶少，駐留時間短，業(yè)務(wù)量小，主要業(yè)務(wù)為語音及低速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

（4）施工受限制，電梯內(nèi)部室分施工布線困難，施工周期長。施工對物業(yè)影響大，需物業(yè)工程部配合電梯停運方可施工。電梯停運對業(yè)主生活出行造成不便，增大了施工協(xié)調(diào)難度。

（5）伴隨著住宅小區(qū)樓宇數(shù)量的增加，相應(yīng)的地下室面積及電梯數(shù)量增加，間接導致主設(shè)備及傳輸光纜需求增加，投資增大[3]。

（6）隨著住宅小區(qū)樓宇數(shù)量的增加，傳統(tǒng)室分覆蓋設(shè)備數(shù)量增加，相應(yīng)的供電需求增高，需同業(yè)主協(xié)調(diào)取電，從而導致站點租金及設(shè)備電費相應(yīng)增加。

2 工作原理

微室分多載頻功放基站放大拉遠系統(tǒng)（以下簡稱微室分）是一款專用信號覆蓋產(chǎn)品，用來解決現(xiàn)有的電梯及地下室覆蓋難題。多載頻功放基站放大拉遠系統(tǒng)通過外接定向天線接收基站800 MHz、900 MHz、1 800 MHz、2 100 MHz 等頻段的信號。通過識別各個頻段的信號，分別進行信號濾波、功率放大、增益控制等一系列信號處理轉(zhuǎn)化工作，從而實現(xiàn)無線信號的遠距離傳輸并達到無縫覆蓋的目的。住宅樓電梯、地下室采用微室分方案具有以下優(yōu)勢。

（1）微室分方案施工工期短，設(shè)備平均造價低，加快了項目建設(shè)的周期，提升了站點開通效率。

（2）微室分無需傳輸配套，可節(jié)省傳輸配套投資。

（3）微室分無需主設(shè)備信源引入，設(shè)備用電功耗低，維護節(jié)點少、二次利用率高，成本優(yōu)勢非常顯著。該設(shè)備能同時識別、傳輸、轉(zhuǎn)換多個頻段的信號，設(shè)備性能靈活多變。

（4）施工容易、快速，3DFB 同軸線纜布放施工極為簡單，工期短，可降低電梯停運對業(yè)主的影響，從而降低與物業(yè)協(xié)調(diào)的難度。

3 建設(shè)思路

3.1 住宅小區(qū)電梯采用多模微室分方案

住宅小區(qū)電梯采用多模微室分方案，架構(gòu)如圖1 所示。電梯多載頻功放基站放大拉遠系統(tǒng)由主控接入單元及轎廂單元兩部分組成，主控單元通過外接定向板狀天線接收室外基站信號，通過重發(fā)天線覆蓋電梯井道；轎廂單元接收天線通過無線接收井道內(nèi)信號，并對主控單元發(fā)射出的信號進行穿透轎廂式中繼放大，從而達到轎廂內(nèi)部的良好覆蓋。轎廂單元固定于轎廂上，為隨行設(shè)備。目前，有3 種連接（建設(shè)）方案：18F 以下采用宏站引入信號+定向板狀天線，18F～35F 采用宏站引入信號+轎廂單元，18F～35F 采用電梯底部引入信號+轎廂單元。

圖1 電梯微室分覆蓋示意圖

方案三采用由電梯井底部安裝1 副定向板狀天線+轎廂隨行單元的方式，通過定向板狀天線接收地下室的室分信號，并對信號進行處理放大，通過轎廂單元的重發(fā)天線覆蓋電梯。采用方案一、二的主控接入單元接收外圍宏站信號，若下掛的電梯微室分設(shè)備數(shù)量過多，會抬升室外基站RRU 設(shè)備的底噪性能，影響宏站指標。此外，如果外圍基站信號頻段多或者小區(qū)多，會存在設(shè)備識別主控信號及干擾切換問題。因此，采用接收住宅樓地下室傳統(tǒng)室分信號的方式更為穩(wěn)定，且地下室與電梯之間不存在信號切換問題，能保持良好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能。

3.2 住宅地下室采用微室分覆蓋

地下室多載頻功放基站放大拉遠系統(tǒng)由接入控制單元AU、擴展單元EU、覆蓋單元RU 三部分組成。通過接收天線連接控制單元接收室外基站無線信號，通過擴展單元連接多個覆蓋單元對信號進行放大覆蓋，用于快速解決低業(yè)務(wù)量的地下室信號覆蓋。

4 案例及造價對比

4.1 紫金軒小區(qū)住宅樓電梯方案

該小區(qū)共10 棟33F 住宅樓宇合計30 部電梯，地下室1 層。按微室分與傳統(tǒng)室分相結(jié)合的方式（地下室傳統(tǒng)室分+電梯多模微室分）對該住宅小區(qū)進行覆蓋方案設(shè)計，需新增37 副室分天線覆蓋地下室，30副板狀天線+30臺多模微室分設(shè)備覆蓋電梯。若全樓盤30 部電梯采用傳統(tǒng)室分進行覆蓋，則需新增240 副板狀天線。最終采用微室分方案建設(shè)，通過延伸地下室室分信號，由饋線引至每部電梯井道底部，并在井道底部側(cè)壁壁掛安裝1 副定向板狀天線，主瓣方向垂直向上進行信號傳遞，微室分轎廂單元的接收天線安裝于轎廂頂部側(cè)壁且控制接收天線主瓣向下，接收電梯底部傳送的信號，轉(zhuǎn)化至轎廂內(nèi)部，實現(xiàn)最終的信號覆蓋。建設(shè)方案如圖2所示。該站點信號開通后電梯內(nèi)部信號覆蓋良好。

圖2 紫金軒電梯微室分建設(shè)方案示意圖

4.2 頤景園小型地下室

該小區(qū)為老舊小區(qū)，只有1 個獨立小地下室，面積約4 000 m2。考慮到地下室光纜引入難度大，且需單獨配置1 臺主設(shè)備信源，下帶室分天線數(shù)量有限，較為浪費資源，本次采用多模微室分建設(shè)，合計新增8 套微室分設(shè)備。在地下室的出口和入口分別引入1 套1 拖4 的多模微室分設(shè)備就近覆蓋地下室區(qū)域，若采用傳統(tǒng)室分需要布放8 個室分天線。

4.3 造價對比分析

將上述兩個案例按微室分方案與傳統(tǒng)室分方案進行造價對比分析。測算模型為：地下室室分天線綜合造價0.06 萬元/天線，電梯內(nèi)板狀天線綜合造價0.08萬元/天線，多模微室分設(shè)備綜合造價0.25萬元/臺。兩種覆蓋方式的造價具體對比分析如表1 所示。

由表1 的造價對比可知，采用多模微室分建設(shè)的總造價遠低于傳統(tǒng)室分建設(shè)方式，主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面，室分配套造價整體降低，主要是電梯內(nèi)部天線數(shù)量大幅減少；另一方面，采用微室分方案會降低主設(shè)備信源數(shù)量的使用，間接造成主設(shè)備及光纜配套投資大幅降低[4-5]。

表1 兩種覆蓋方式造價對比表

5 結(jié)語

本文通過探討住宅小區(qū)電梯及地下室微室分信號覆蓋，提出新型微室分設(shè)計思路，并將新方案與傳統(tǒng)室分覆蓋模式進行了造價分析對比，在保證手機信號基本覆蓋要求的前提下，微室分方案降低了40%～50%的建設(shè)成本。隨著手機網(wǎng)絡(luò)的快速建設(shè)部署，住宅小區(qū)的移動用戶數(shù)和數(shù)據(jù)流量激增，今后對于住宅小區(qū)的信號覆蓋建設(shè)呈逐年遞增趨勢。低成本微室分新產(chǎn)品的應(yīng)用和相關(guān)方案建設(shè)成功的案例，為今后的住宅小區(qū)低成本室分方案提供了設(shè)計經(jīng)驗，期待未來能提出更好的、更靈活的設(shè)計方案來解決住宅小區(qū)的信號覆蓋需求。