住宅小區(qū)低成本微室分建設方案探討

盧沛然

（福建省郵電規(guī)劃設計院有限公司，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質量。用戶對網(wǎng)絡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，建設周期長且造價高。采用lampsite、PRRU等新型的拉遠方案建設電梯及地下室的方式投資高，投資回報率低且不利于設備后期維護。因此，亟需一種既能降低建設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)的信號覆蓋要結合樓宇層高等因素，采用合理的方法進行施工建設[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)域的電梯井結構阻擋嚴重，宏站網(wǎng)絡信號無法穿透覆蓋（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)務量小，主要業(yè)務為語音及低速率數(shù)據(jù)業(yè)務。

（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)調難度。

（5）伴隨著住宅小區(qū)樓宇數(shù)量的增加，相應的地下室面積及電梯數(shù)量增加，間接導致主設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)室分覆蓋設備數(shù)量增加，相應的供電需求增高，需同業(yè)主協(xié)調取電，從而導致站點租金及設備電費相應增加。

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，設備平均造價低，加快了項目建設的周期，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）微室分無需主設備信源引入，設備用電功耗低，維護節(jié)點少、二次利用率高，成本優(yōu)勢非常顯著。該設備能同時識別、傳輸、轉換多個頻段的信號，設備性能靈活多變。

（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)調的難度。

3 建設思路

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，為隨行設備。目前，有3 種連接（建設）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備數(shù)量過多，會抬升室外基站RRU 設備的底噪性能，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，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壁且控制接收天線主瓣向下，接收電梯底部傳送的信號，轉化至轎廂內(nèi)部，實現(xiàn)最終的信號覆蓋。建設方案如圖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，合計新增8 套微室分設備。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的總造價遠低于傳統(tǒng)室分建設方式，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備信源數(shù)量的使用，間接造成主設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%的建設成本。隨著手機網(wǎng)絡的快速建設部署，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)的信號覆蓋建設呈逐年遞增趨勢。低成本微室分新產(chǎn)品的應用和相關方案建設成功的案例，為今后的住宅小區(qū)低成本室分方案提供了設計經(jīng)驗，期待未來能提出更好的、更靈活的設計方案來解決住宅小區(qū)的信號覆蓋需求。