多業務分布系統在電梯及地下車庫的覆蓋應用分析

1 引言

隨著國家近年來堅持不斷的提速降費，我國手機用戶對流量的使用需求已經遠超語音、短信等傳統業務，但在一些特殊場景，如電梯、地下車庫等覆蓋盲點區域因為用戶駐留時間短，投資收益比較低，傳統的室分系統在覆蓋此類場景時存在末端監控不可控、施工造價較高以及施工維護復雜等缺點，已經成為運營商解決無線網絡覆蓋的一個痛點。

目前新型的室內分布系統包括覆蓋高校、醫院、大型商超等場景的分布式皮基站、覆蓋酒店、普通寫字樓等場景的分布式Femto，但對于密封性強的地下車庫、儲藏室及電梯等容量需求小、空間較大的場景造價往往相對較高。對于此類低密度覆蓋的場景急需一種低成本、多頻段、多業務的新型室分解決方案。本文介紹的多業務分布系統MDAS可以從信源RRU分別直接耦合2G/4G/NB信號，采用數字傳輸方式，通過光纖傳輸到擴展單元，并傳輸給多個遠端機，通過天線實現無線信號覆蓋。通過在現網中進行試點應用，驗證了多業務分布系統在低密度、大空間場景中能以較低投資成本實現無線覆蓋的優勢。

2 多業務分布系統MDAS介紹

多業務分布式系統（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。MDAS系統主要由多業務數字接入單元(MAU)、多業務數字擴展單元(MEU)和多業務數字遠端射頻單元(MRU)組成。

該系統中接入單元從信源RRU或微蜂窩基站端分別直接耦合GSM、FDD-LTE、NB-IoT和TDD-LTE信號，采用數字傳輸方式，通過光纖傳輸到擴展單元，然后通過光纖傳輸給多個遠端，遠端機對信號進行數字處理后，GSM、FDD-LTE、NB-IoT和TDD-LTE信號通過天線實現覆蓋。系統應用框圖見圖1。

圖1 系統應用框圖

（1）多通道多制式：系統同時支持GSM和 TD-LTE 2×2 MIMO，GSM為雙通道支持升級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）系統組網：系統接入單元支持星型組網，最大支持一拖七（相對擴展單元）；擴展單元支持菊花鏈組網，最多支持四級級聯（相對擴展單元），且支持星型組網一拖七（相對遠端單元）。

（3）供電方式：接入單元、擴展單元采用DC 48V或AC 220V供電，遠端單元采用MEU提供的DC 48V遠程供電。

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

（5）支持遠端單元站址自動分配，支持站點信息記錄，方便固定資產管理功能。

3 實踐應用案例

3.1 站點概況

濟南某高層住宅小區，共有3棟樓，1號樓、2號樓各1個單元，地下2層，地上27層；3號樓有1個單元，地下2層，地上24層。該站點共6部電梯，地下面積總計16 320平方米，其中地下二層車庫面積12 480平方米，地下一層和地下二層儲藏室面積共計3 840平方米。站點覆蓋前2G/4G信號為盲區。站點位置信息如圖2所示。

圖2 站點位置信息圖

3.2 MDAS整體方案

該站點MDAS系統覆蓋整體設計方案如圖3所示。GSM和LTE信源選取耦合周邊宏站信號，信源配置信息如表1所示。

圖3 分布式多業務系統MDAS覆蓋設計方案

表1 信源配置表

3.3 電梯覆蓋方案

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

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

（3）3號樓2部電梯使用0.5臺MRU+2副電梯天線，天線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 地下車庫、儲藏室覆蓋方案

（1）地下車庫覆蓋面積為12 480 m2，共計使用2臺遠端單元MRU+4副對數周期天線進行覆蓋；

（2）1、2、3號樓地下儲藏室共兩層，覆蓋面積為3 840 m2，共計使用2.5臺遠端單元MRU+28副全向吸頂天線進行覆蓋。

覆蓋方案如圖5、圖6所示。

圖5 地下二層車庫、儲藏室覆蓋平面圖

圖6 地下一層儲藏室覆蓋平面圖（以1號樓為例）

4 覆蓋測試效果分析

4.1 1號樓電梯覆蓋效果

（1）GSM測試效果

RxLevel、RxQaul指標統計如圖7所示，最弱場強為-81 dBm，RxLevel＞-85 dBm的 覆 蓋 率 為100%，平均覆蓋場強為-58.53 dBm；RxQaul＞3的比例為99.37%，覆蓋質量優。

圖7 1號樓電梯RxLevel、RxQaul統計圖

（2）LTE測試效果

RSRP、SINR指標統計如圖8所示，最弱場強為-91.43 dBm，RSRP＞-95 dBm的覆蓋率為100%，平均覆蓋場強為-77.35 dBm；SINR＞15的比例為100%，覆蓋質量優。

1號樓電梯上傳下載測試效果如表2所示。

圖8 1號樓電梯RSRP、SINR統計圖

表2 1號樓電梯上傳下載測試效果表

4.2 2號樓電梯覆蓋效果

（1）GSM測試效果

RxLevel、RxQaul指標統計如圖9所示，最弱場強為-94 dBm，平均覆蓋場強為-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%，滿足用戶通信基本要求。

圖9 2號樓電梯RxLevel、RxQaul統計圖

（2）LTE測試效果

RSRP、SINR指標統計如圖10所示，最弱場強為-108.06 dBm，平均覆蓋場強為-85.58 dBm。RSRP＞-105 dBm的覆蓋率為97.6%，RSRP＞-110 dBm的覆蓋率為100%，滿足用戶通信基本要求；SINR＞15的比例為96.92%，覆蓋質量良好。

圖10 2號樓電梯RSRP、SINR統計圖

2號樓電梯上傳下載測試效果如表3所示。

表3 2號樓電梯上傳下載測試效果表

4.3 3號樓電梯覆蓋效果

（1）GSM測試效果

RxLevel、RxQaul指標統計如圖11所示，最弱場強為-98 dBm，平均覆蓋場強為-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%，滿足用戶通信基本要求。

圖11 3號樓電梯RxLevel、RxQaul統計圖

（2）LTE測試效果

RSRP、SINR指標統計如圖12所示，最弱場強為-108.06 dBm，平均覆蓋場強為-85.58 dBm。RSRP＞-105 dBm的覆蓋率為96.88%，RSRP＞-110 dBm的覆蓋率為100%，滿足用戶通信基本要求；SINR＞15的比例為98.44%，覆蓋質量良好。

圖12 3號樓電梯RSRP、SINR統計圖

3號樓電梯上傳下載測試效果如表4所示。

表4 3號樓電梯上傳下載測試效果表

4.4 地下車庫及儲藏室覆蓋效果

（1）GSM測試效果

RxLevel、RxQaul指標統計如圖13所示，地下車庫及儲藏室覆蓋最弱場強為-81 dBm，平均覆蓋場強為-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。

圖13 地下車庫及儲藏室RxLevel、RxQaul統計圖

（2）LTE測試效果

RSRP、SINR指標統計如圖14所示，最弱場強為-104.62 dBm，平均覆蓋場強為-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 地下車庫及儲藏室RSRP、SINR統計圖

地下車庫上傳下載測試效果如表5所示。

表5 地下車庫上傳下載測試效果表

4.5 覆蓋效果總結

應用MDAS系統對本站點電梯、地下車庫及儲藏室進行覆蓋的測試效果總結如表6所示。

表6 覆蓋效果總結表

其他應用方案測試效果補充說明：通過把2號樓的電梯天線替換成對數周期天線，在相同的輸入功率情況下，2號樓2部電梯采用1臺MRU+兩副對數周期天線進行覆蓋，天線安裝在電梯井道底部，由下往上打覆蓋，以能滿足用戶基本通話及數據業務需求為前提（GSM RX＞-90 dBm，LTE＞-110 dBm））能覆蓋18層電梯。

5 MDAS應用建議及造價分析

5.1 應用建議

（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MRU+2副對數周期天線覆蓋兩部電梯，MRU通過復合光纜拉遠安裝樓頂電梯機房內，對數周期天線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MRU+兩副電梯天線覆蓋兩部電梯，天線安裝在電梯井道頂部，由上往下打覆蓋。

（2）地下車庫參考該案例MDAS方案覆蓋效果：以能滿足用戶基本通話及數據業務需求為前提，每臺0.5 W MRU可覆蓋地下車庫面積為6 000～8 000 m2。

（3）地下儲藏室參考該案例MDAS方案覆蓋效果：1棟樓采用1臺MRU+若干全向吸頂天線對所有儲藏室區域進行覆蓋，如果功率有余量，可用于地下車庫覆蓋。

5.2 造價分析

應用MDAS系統對該站點進行覆蓋的造價分析如圖15所示。

圖15 MDAS方案造價分析圖

（1）地下停車場：由于場景空曠，占總投資比重最低，為18%。MDAS方案造價遠低于傳統室分，與覆蓋+方案相當，覆蓋效果及穩定性優于覆蓋+；

（2）地下儲藏室：隔斷多，投資占比最大，為43%。MDAS方案造價低于傳統室分，覆蓋+方案通常僅考慮設計通過無線級聯方案對電力抄表間進行覆蓋，難以考慮對地下儲藏室進行普遍性覆蓋，否則造價較高；

（3）電梯：由于直線距離長，所需信源設備功率大，投資占比較高，為39%。從MDAS試點方案效果分析，MDAS電梯覆蓋方案建議以20層為界限，20層以內電梯采用對數周期天線進行覆蓋，20層以上電梯采用電梯天線進行覆蓋。20層以內的電梯，MDAS方案每部電梯覆蓋造價遠低于傳統室分，中低層電梯覆蓋方案造價與覆蓋+方案相當，高層電梯覆蓋方案造價略高于覆蓋+方案，但MDAS方案覆蓋效果及穩定性優于覆蓋+方案。

6 結束語

隨著5G大規模建設的日益臨近，運營商都在不斷的縮減投資，用更少的投資實現更多的覆蓋都是各運營商近期的一致目標。多業務分布系統MDAS解決方案施工周期短，并可實現低成本快速建網，針對電梯、地下車庫等場景的室內數據需求，為廣大用戶提供4G、2G甚至NBIoT的接入信號，同時實現廣度和深度覆蓋，是提升用戶感知的一件利器。