1 引言

隨著國(guó)家近年來(lái)堅(jiān)持不斷的提速降費(fèi)，我國(guó)手機(jī)用戶(hù)對(duì)流量的使用需求已經(jīng)遠(yuǎn)超語(yǔ)音、短信等傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，但在一些特殊場(chǎng)景，如電梯、地下車(chē)庫(kù)等覆蓋盲點(diǎn)區(qū)域因?yàn)橛脩?hù)駐留時(shí)間短，投資收益比較低，傳統(tǒng)的室分系統(tǒng)在覆蓋此類(lèi)場(chǎng)景時(shí)存在末端監(jiān)控不可控、施工造價(jià)較高以及施工維護(hù)復(fù)雜等缺點(diǎn)，已經(jīng)成為運(yùn)營(yíng)商解決無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的一個(gè)痛點(diǎn)。

目前新型的室內(nèi)分布系統(tǒng)包括覆蓋高校、醫(yī)院、大型商超等場(chǎng)景的分布式皮基站、覆蓋酒店、普通寫(xiě)字樓等場(chǎng)景的分布式Femto，但對(duì)于密封性強(qiáng)的地下車(chē)庫(kù)、儲(chǔ)藏室及電梯等容量需求小、空間較大的場(chǎng)景造價(jià)往往相對(duì)較高。對(duì)于此類(lèi)低密度覆蓋的場(chǎng)景急需一種低成本、多頻段、多業(yè)務(wù)的新型室分解決方案。本文介紹的多業(yè)務(wù)分布系統(tǒng)MDAS可以從信源RRU分別直接耦合2G/4G/NB信號(hào)，采用數(shù)字傳輸方式，通過(guò)光纖傳輸?shù)綌U(kuò)展單元，并傳輸給多個(gè)遠(yuǎn)端機(jī)，通過(guò)天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)信號(hào)覆蓋。通過(guò)在現(xiàn)網(wǎng)中進(jìn)行試點(diǎn)應(yīng)用，驗(yàn)證了多業(yè)務(wù)分布系統(tǒng)在低密度、大空間場(chǎng)景中能以較低投資成本實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)覆蓋的優(yōu)勢(shì)。

2 多業(yè)務(wù)分布系統(tǒng)MDAS介紹

多業(yè)務(wù)分布式系統(tǒng)（MDAS：Multiservice Distributed Access System）是集GSM、FDD-LTE、NB-IoT和TDDLTE 四種制式的新型光纖分布系統(tǒng)。MDAS系統(tǒng)主要由多業(yè)務(wù)數(shù)字接入單元(MAU)、多業(yè)務(wù)數(shù)字?jǐn)U展單元(MEU)和多業(yè)務(wù)數(shù)字遠(yuǎn)端射頻單元(MRU)組成。

該系統(tǒng)中接入單元從信源RRU或微蜂窩基站端分別直接耦合GSM、FDD-LTE、NB-IoT和TDD-LTE信號(hào)，采用數(shù)字傳輸方式，通過(guò)光纖傳輸?shù)綌U(kuò)展單元，然后通過(guò)光纖傳輸給多個(gè)遠(yuǎn)端，遠(yuǎn)端機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字處理后，GSM、FDD-LTE、NB-IoT和TDD-LTE信號(hào)通過(guò)天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)覆蓋。系統(tǒng)應(yīng)用框圖見(jiàn)圖1。

圖1 系統(tǒng)應(yīng)用框圖

（1）多通道多制式：系統(tǒng)同時(shí)支持GSM和 TD-LTE 2×2 MIMO，GSM為雙通道支持升級(jí)FDD-LTE和NBIOT功能；其中GSM/FDD-LTE/NB-IoT通道上下行均為10 MHz寬帶，TDD- LTE E頻段為50 MHz寬帶，LTE D頻段為40 MHz寬帶可移型，LTE F頻段為30 MHz寬帶。

（2）系統(tǒng)組網(wǎng)：系統(tǒng)接入單元支持星型組網(wǎng)，最大支持一拖七（相對(duì)擴(kuò)展單元）；擴(kuò)展單元支持菊花鏈組網(wǎng)，最多支持四級(jí)級(jí)聯(lián)（相對(duì)擴(kuò)展單元），且支持星型組網(wǎng)一拖七（相對(duì)遠(yuǎn)端單元）。

（3）供電方式：接入單元、擴(kuò)展單元采用DC 48V或AC 220V供電，遠(yuǎn)端單元采用MEU提供的DC 48V遠(yuǎn)程供電。

（4）輸出功率：每通道下行最大輸出功率分兩種功率等級(jí)，分別為500 mW(27 dBm)和2 W(33 dBm)，遠(yuǎn)端覆蓋單元具備下行輸出功率調(diào)節(jié)功能。

（5）支持遠(yuǎn)端單元站址自動(dòng)分配，支持站點(diǎn)信息記錄，方便固定資產(chǎn)管理功能。

3 實(shí)踐應(yīng)用案例

3.1 站點(diǎn)概況

濟(jì)南某高層住宅小區(qū)，共有3棟樓，1號(hào)樓、2號(hào)樓各1個(gè)單元，地下2層，地上27層；3號(hào)樓有1個(gè)單元，地下2層，地上24層。該站點(diǎn)共6部電梯，地下面積總計(jì)16 320平方米，其中地下二層車(chē)庫(kù)面積12 480平方米，地下一層和地下二層儲(chǔ)藏室面積共計(jì)3 840平方米。站點(diǎn)覆蓋前2G/4G信號(hào)為盲區(qū)。站點(diǎn)位置信息如圖2所示。

圖2 站點(diǎn)位置信息圖

3.2 MDAS整體方案

該站點(diǎn)MDAS系統(tǒng)覆蓋整體設(shè)計(jì)方案如圖3所示。GSM和LTE信源選取耦合周邊宏站信號(hào)，信源配置信息如表1所示。

圖3 分布式多業(yè)務(wù)系統(tǒng)MDAS覆蓋設(shè)計(jì)方案

表1 信源配置表

3.3 電梯覆蓋方案

（1）1號(hào)樓2部電梯使用1臺(tái)MRU+兩副電梯天線(xiàn)，天線(xiàn)安裝在電梯井道頂部，由上往下打覆蓋；

（2）2號(hào)樓2部電梯使用1臺(tái)MRU+兩副電梯天線(xiàn)，天線(xiàn)安裝在電梯井道底部，由下往上打覆蓋；

（3）3號(hào)樓2部電梯使用0.5臺(tái)MRU+2副電梯天線(xiàn)，天線(xiàn)安裝在電梯井道底部，由下往上打覆蓋。

電梯覆蓋方案如圖4所示。

圖4 電梯覆蓋方案立面圖

3.4 地下車(chē)庫(kù)、儲(chǔ)藏室覆蓋方案

（1）地下車(chē)庫(kù)覆蓋面積為12 480 m2，共計(jì)使用2臺(tái)遠(yuǎn)端單元MRU+4副對(duì)數(shù)周期天線(xiàn)進(jìn)行覆蓋；

（2）1、2、3號(hào)樓地下儲(chǔ)藏室共兩層，覆蓋面積為3 840 m2，共計(jì)使用2.5臺(tái)遠(yuǎn)端單元MRU+28副全向吸頂天線(xiàn)進(jìn)行覆蓋。

覆蓋方案如圖5、圖6所示。

圖5 地下二層車(chē)庫(kù)、儲(chǔ)藏室覆蓋平面圖

圖6 地下一層儲(chǔ)藏室覆蓋平面圖（以1號(hào)樓為例）

4 覆蓋測(cè)試效果分析

4.1 1號(hào)樓電梯覆蓋效果

（1）GSM測(cè)試效果

RxLevel、RxQaul指標(biāo)統(tǒng)計(jì)如圖7所示，最弱場(chǎng)強(qiáng)為-81 dBm，RxLevel＞-85 dBm的 覆 蓋 率 為100%，平均覆蓋場(chǎng)強(qiáng)為-58.53 dBm；RxQaul＞3的比例為99.37%，覆蓋質(zhì)量?jī)?yōu)。

圖7 1號(hào)樓電梯RxLevel、RxQaul統(tǒng)計(jì)圖

（2）LTE測(cè)試效果

RSRP、SINR指標(biāo)統(tǒng)計(jì)如圖8所示，最弱場(chǎng)強(qiáng)為-91.43 dBm，RSRP＞-95 dBm的覆蓋率為100%，平均覆蓋場(chǎng)強(qiáng)為-77.35 dBm；SINR＞15的比例為100%，覆蓋質(zhì)量?jī)?yōu)。

1號(hào)樓電梯上傳下載測(cè)試效果如表2所示。

圖8 1號(hào)樓電梯RSRP、SINR統(tǒng)計(jì)圖

表2 1號(hào)樓電梯上傳下載測(cè)試效果表

4.2 2號(hào)樓電梯覆蓋效果

（1）GSM測(cè)試效果

RxLevel、RxQaul指標(biāo)統(tǒng)計(jì)如圖9所示，最弱場(chǎng)強(qiáng)為-94 dBm，平均覆蓋場(chǎng)強(qiáng)為-65.75 dBm。RxLevel＞-85 dBm的覆蓋率為90.6%，RxLevel＞-90 dBm的覆蓋率為98.55%，RxQaul＞3的比例為94.96%，滿(mǎn)足用戶(hù)通信基本要求。

圖9 2號(hào)樓電梯RxLevel、RxQaul統(tǒng)計(jì)圖

（2）LTE測(cè)試效果

RSRP、SINR指標(biāo)統(tǒng)計(jì)如圖10所示，最弱場(chǎng)強(qiáng)為-108.06 dBm，平均覆蓋場(chǎng)強(qiáng)為-85.58 dBm。RSRP＞-105 dBm的覆蓋率為97.6%，RSRP＞-110 dBm的覆蓋率為100%，滿(mǎn)足用戶(hù)通信基本要求；SINR＞15的比例為96.92%，覆蓋質(zhì)量良好。

圖10 2號(hào)樓電梯RSRP、SINR統(tǒng)計(jì)圖

2號(hào)樓電梯上傳下載測(cè)試效果如表3所示。

表3 2號(hào)樓電梯上傳下載測(cè)試效果表

4.3 3號(hào)樓電梯覆蓋效果

（1）GSM測(cè)試效果

RxLevel、RxQaul指標(biāo)統(tǒng)計(jì)如圖11所示，最弱場(chǎng)強(qiáng)為-98 dBm，平均覆蓋場(chǎng)強(qiáng)為-56.84 dBm。RxLevel＞-85 dBm的覆蓋率為91.91%，RxLevel＞-90 dBm的覆蓋率為97.26%，RxQaul＞3的比例為93.3%，滿(mǎn)足用戶(hù)通信基本要求。

圖11 3號(hào)樓電梯RxLevel、RxQaul統(tǒng)計(jì)圖

（2）LTE測(cè)試效果

RSRP、SINR指標(biāo)統(tǒng)計(jì)如圖12所示，最弱場(chǎng)強(qiáng)為-108.06 dBm，平均覆蓋場(chǎng)強(qiáng)為-85.58 dBm。RSRP＞-105 dBm的覆蓋率為96.88%，RSRP＞-110 dBm的覆蓋率為100%，滿(mǎn)足用戶(hù)通信基本要求；SINR＞15的比例為98.44%，覆蓋質(zhì)量良好。

圖12 3號(hào)樓電梯RSRP、SINR統(tǒng)計(jì)圖

3號(hào)樓電梯上傳下載測(cè)試效果如表4所示。

表4 3號(hào)樓電梯上傳下載測(cè)試效果表

4.4 地下車(chē)庫(kù)及儲(chǔ)藏室覆蓋效果

（1）GSM測(cè)試效果

RxLevel、RxQaul指標(biāo)統(tǒng)計(jì)如圖13所示，地下車(chē)庫(kù)及儲(chǔ)藏室覆蓋最弱場(chǎng)強(qiáng)為-81 dBm，平均覆蓋場(chǎng)強(qiáng)為-55.08 dBm，RxLevel＞-85 dBm的覆蓋率為100%，RxQaul＞3的比例為99.62%，覆蓋效果優(yōu)。

圖13 地下車(chē)庫(kù)及儲(chǔ)藏室RxLevel、RxQaul統(tǒng)計(jì)圖

（2）LTE測(cè)試效果

RSRP、SINR指標(biāo)統(tǒng)計(jì)如圖14所示，最弱場(chǎng)強(qiáng)為-104.62 dBm，平均覆蓋場(chǎng)強(qiáng)為-82.24 dBm。RSRP＞-105 dBm的覆蓋率為100%，RSRP＞-95 dBm的覆蓋率為88.87%，SINR＞15的比例為99.82%，整體覆蓋效果良好。

圖14 地下車(chē)庫(kù)及儲(chǔ)藏室RSRP、SINR統(tǒng)計(jì)圖

地下車(chē)庫(kù)上傳下載測(cè)試效果如表5所示。

表5 地下車(chē)庫(kù)上傳下載測(cè)試效果表

4.5 覆蓋效果總結(jié)

應(yīng)用MDAS系統(tǒng)對(duì)本站點(diǎn)電梯、地下車(chē)庫(kù)及儲(chǔ)藏室進(jìn)行覆蓋的測(cè)試效果總結(jié)如表6所示。

表6 覆蓋效果總結(jié)表

其他應(yīng)用方案測(cè)試效果補(bǔ)充說(shuō)明：通過(guò)把2號(hào)樓的電梯天線(xiàn)替換成對(duì)數(shù)周期天線(xiàn)，在相同的輸入功率情況下，2號(hào)樓2部電梯采用1臺(tái)MRU+兩副對(duì)數(shù)周期天線(xiàn)進(jìn)行覆蓋，天線(xiàn)安裝在電梯井道底部，由下往上打覆蓋，以能滿(mǎn)足用戶(hù)基本通話(huà)及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求為前提（GSM RX＞-90 dBm，LTE＞-110 dBm））能覆蓋18層電梯。

5 MDAS應(yīng)用建議及造價(jià)分析

5.1 應(yīng)用建議

（1）電梯覆蓋參考該案例MDAS方案覆蓋效果：20層以下樓宇采用1臺(tái)MRU+2副對(duì)數(shù)周期天線(xiàn)覆蓋兩部電梯，MRU通過(guò)復(fù)合光纜拉遠(yuǎn)安裝樓頂電梯機(jī)房?jī)?nèi)，對(duì)數(shù)周期天線(xiàn)安裝在電梯井道頂部由上往下打覆蓋；20層以上電梯使用1臺(tái)MRU+兩副電梯天線(xiàn)覆蓋兩部電梯，天線(xiàn)安裝在電梯井道頂部，由上往下打覆蓋。

（2）地下車(chē)庫(kù)參考該案例MDAS方案覆蓋效果：以能滿(mǎn)足用戶(hù)基本通話(huà)及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求為前提，每臺(tái)0.5 W MRU可覆蓋地下車(chē)庫(kù)面積為6 000～8 000 m2。

（3）地下儲(chǔ)藏室參考該案例MDAS方案覆蓋效果：1棟樓采用1臺(tái)MRU+若干全向吸頂天線(xiàn)對(duì)所有儲(chǔ)藏室區(qū)域進(jìn)行覆蓋，如果功率有余量，可用于地下車(chē)庫(kù)覆蓋。

5.2 造價(jià)分析

應(yīng)用MDAS系統(tǒng)對(duì)該站點(diǎn)進(jìn)行覆蓋的造價(jià)分析如圖15所示。

圖15 MDAS方案造價(jià)分析圖

（1）地下停車(chē)場(chǎng)：由于場(chǎng)景空曠，占總投資比重最低，為18%。MDAS方案造價(jià)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)室分，與覆蓋+方案相當(dāng)，覆蓋效果及穩(wěn)定性?xún)?yōu)于覆蓋+；

（2）地下儲(chǔ)藏室：隔斷多，投資占比最大，為43%。MDAS方案造價(jià)低于傳統(tǒng)室分，覆蓋+方案通常僅考慮設(shè)計(jì)通過(guò)無(wú)線(xiàn)級(jí)聯(lián)方案對(duì)電力抄表間進(jìn)行覆蓋，難以考慮對(duì)地下儲(chǔ)藏室進(jìn)行普遍性覆蓋，否則造價(jià)較高；

（3）電梯：由于直線(xiàn)距離長(zhǎng)，所需信源設(shè)備功率大，投資占比較高，為39%。從MDAS試點(diǎn)方案效果分析，MDAS電梯覆蓋方案建議以20層為界限，20層以?xún)?nèi)電梯采用對(duì)數(shù)周期天線(xiàn)進(jìn)行覆蓋，20層以上電梯采用電梯天線(xiàn)進(jìn)行覆蓋。20層以?xún)?nèi)的電梯，MDAS方案每部電梯覆蓋造價(jià)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)室分，中低層電梯覆蓋方案造價(jià)與覆蓋+方案相當(dāng)，高層電梯覆蓋方案造價(jià)略高于覆蓋+方案，但MDAS方案覆蓋效果及穩(wěn)定性?xún)?yōu)于覆蓋+方案。

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著5G大規(guī)模建設(shè)的日益臨近，運(yùn)營(yíng)商都在不斷的縮減投資，用更少的投資實(shí)現(xiàn)更多的覆蓋都是各運(yùn)營(yíng)商近期的一致目標(biāo)。多業(yè)務(wù)分布系統(tǒng)MDAS解決方案施工周期短，并可實(shí)現(xiàn)低成本快速建網(wǎng)，針對(duì)電梯、地下車(chē)庫(kù)等場(chǎng)景的室內(nèi)數(shù)據(jù)需求，為廣大用戶(hù)提供4G、2G甚至NBIoT的接入信號(hào)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)廣度和深度覆蓋，是提升用戶(hù)感知的一件利器。