多业务分布系统在电梯及地下车库的覆盖应用分析

1 引言

随着国家近年来坚持不断的提速降费，我国手机用户对流量的使用需求已经远超语音、短信等传统业务，但在一些特殊场景，如电梯、地下车库等覆盖盲点区域因为用户驻留时间短，投资收益比较低，传统的室分系统在覆盖此类场景时存在末端监控不可控、施工造价较高以及施工维护复杂等缺点，已经成为运营商解决无线网络覆盖的一个痛点。

目前新型的室内分布系统包括覆盖高校、医院、大型商超等场景的分布式皮基站、覆盖酒店、普通写字楼等场景的分布式Femto，但对于密封性强的地下车库、储藏室及电梯等容量需求小、空间较大的场景造价往往相对较高。对于此类低密度覆盖的场景急需一种低成本、多频段、多业务的新型室分解决方案。本文介绍的多业务分布系统MDAS可以从信源RRU分别直接耦合2G/4G/NB信号，采用数字传输方式，通过光纤传输到扩展单元，并传输给多个远端机，通过天线实现无线信号覆盖。通过在现网中进行试点应用，验证了多业务分布系统在低密度、大空间场景中能以较低投资成本实现无线覆盖的优势。

2 多业务分布系统MDAS介绍

多业务分布式系统（MDAS：Multiservice Distributed Access System）是集GSM、FDD-LTE、NB-IoT和TDDLTE 四种制式的新型光纤分布系统。MDAS系统主要由多业务数字接入单元(MAU)、多业务数字扩展单元(MEU)和多业务数字远端射频单元(MRU)组成。

该系统中接入单元从信源RRU或微蜂窝基站端分别直接耦合GSM、FDD-LTE、NB-IoT和TDD-LTE信号，采用数字传输方式，通过光纤传输到扩展单元，然后通过光纤传输给多个远端，远端机对信号进行数字处理后，GSM、FDD-LTE、NB-IoT和TDD-LTE信号通过天线实现覆盖。系统应用框图见图1。

图1 系统应用框图

（1）多通道多制式：系统同时支持GSM和 TD-LTE 2×2 MIMO，GSM为双通道支持升级FDD-LTE和NBIOT功能；其中GSM/FDD-LTE/NB-IoT通道上下行均为10 MHz宽带，TDD- LTE E频段为50 MHz宽带，LTE D频段为40 MHz宽带可移型，LTE F频段为30 MHz宽带。

（2）系统组网：系统接入单元支持星型组网，最大支持一拖七（相对扩展单元）；扩展单元支持菊花链组网，最多支持四级级联（相对扩展单元），且支持星型组网一拖七（相对远端单元）。

（3）供电方式：接入单元、扩展单元采用DC 48V或AC 220V供电，远端单元采用MEU提供的DC 48V远程供电。

（4）输出功率：每通道下行最大输出功率分两种功率等级，分别为500 mW(27 dBm)和2 W(33 dBm)，远端覆盖单元具备下行输出功率调节功能。

（5）支持远端单元站址自动分配，支持站点信息记录，方便固定资产管理功能。

3 实践应用案例

3.1 站点概况

济南某高层住宅小区，共有3栋楼，1号楼、2号楼各1个单元，地下2层，地上27层；3号楼有1个单元，地下2层，地上24层。该站点共6部电梯，地下面积总计16 320平方米，其中地下二层车库面积12 480平方米，地下一层和地下二层储藏室面积共计3 840平方米。站点覆盖前2G/4G信号为盲区。站点位置信息如图2所示。

图2 站点位置信息图

3.2 MDAS整体方案

该站点MDAS系统覆盖整体设计方案如图3所示。GSM和LTE信源选取耦合周边宏站信号，信源配置信息如表1所示。

图3 分布式多业务系统MDAS覆盖设计方案

表1 信源配置表

3.3 电梯覆盖方案

（1）1号楼2部电梯使用1台MRU+两副电梯天线，天线安装在电梯井道顶部，由上往下打覆盖；

（2）2号楼2部电梯使用1台MRU+两副电梯天线，天线安装在电梯井道底部，由下往上打覆盖；

（3）3号楼2部电梯使用0.5台MRU+2副电梯天线，天线安装在电梯井道底部，由下往上打覆盖。

电梯覆盖方案如图4所示。

图4 电梯覆盖方案立面图

3.4 地下车库、储藏室覆盖方案

（1）地下车库覆盖面积为12 480 m2，共计使用2台远端单元MRU+4副对数周期天线进行覆盖；

（2）1、2、3号楼地下储藏室共两层，覆盖面积为3 840 m2，共计使用2.5台远端单元MRU+28副全向吸顶天线进行覆盖。

覆盖方案如图5、图6所示。

图5 地下二层车库、储藏室覆盖平面图

图6 地下一层储藏室覆盖平面图（以1号楼为例）

4 覆盖测试效果分析

4.1 1号楼电梯覆盖效果

（1）GSM测试效果

RxLevel、RxQaul指标统计如图7所示，最弱场强为-81 dBm，RxLevel＞-85 dBm的 覆 盖 率 为100%，平均覆盖场强为-58.53 dBm；RxQaul＞3的比例为99.37%，覆盖质量优。

图7 1号楼电梯RxLevel、RxQaul统计图

（2）LTE测试效果

RSRP、SINR指标统计如图8所示，最弱场强为-91.43 dBm，RSRP＞-95 dBm的覆盖率为100%，平均覆盖场强为-77.35 dBm；SINR＞15的比例为100%，覆盖质量优。

1号楼电梯上传下载测试效果如表2所示。

图8 1号楼电梯RSRP、SINR统计图

表2 1号楼电梯上传下载测试效果表

4.2 2号楼电梯覆盖效果

（1）GSM测试效果

RxLevel、RxQaul指标统计如图9所示，最弱场强为-94 dBm，平均覆盖场强为-65.75 dBm。RxLevel＞-85 dBm的覆盖率为90.6%，RxLevel＞-90 dBm的覆盖率为98.55%，RxQaul＞3的比例为94.96%，满足用户通信基本要求。

图9 2号楼电梯RxLevel、RxQaul统计图

（2）LTE测试效果

RSRP、SINR指标统计如图10所示，最弱场强为-108.06 dBm，平均覆盖场强为-85.58 dBm。RSRP＞-105 dBm的覆盖率为97.6%，RSRP＞-110 dBm的覆盖率为100%，满足用户通信基本要求；SINR＞15的比例为96.92%，覆盖质量良好。

图10 2号楼电梯RSRP、SINR统计图

2号楼电梯上传下载测试效果如表3所示。

表3 2号楼电梯上传下载测试效果表

4.3 3号楼电梯覆盖效果

（1）GSM测试效果

RxLevel、RxQaul指标统计如图11所示，最弱场强为-98 dBm，平均覆盖场强为-56.84 dBm。RxLevel＞-85 dBm的覆盖率为91.91%，RxLevel＞-90 dBm的覆盖率为97.26%，RxQaul＞3的比例为93.3%，满足用户通信基本要求。

图11 3号楼电梯RxLevel、RxQaul统计图

（2）LTE测试效果

RSRP、SINR指标统计如图12所示，最弱场强为-108.06 dBm，平均覆盖场强为-85.58 dBm。RSRP＞-105 dBm的覆盖率为96.88%，RSRP＞-110 dBm的覆盖率为100%，满足用户通信基本要求；SINR＞15的比例为98.44%，覆盖质量良好。

图12 3号楼电梯RSRP、SINR统计图

3号楼电梯上传下载测试效果如表4所示。

表4 3号楼电梯上传下载测试效果表

4.4 地下车库及储藏室覆盖效果

（1）GSM测试效果

RxLevel、RxQaul指标统计如图13所示，地下车库及储藏室覆盖最弱场强为-81 dBm，平均覆盖场强为-55.08 dBm，RxLevel＞-85 dBm的覆盖率为100%，RxQaul＞3的比例为99.62%，覆盖效果优。

图13 地下车库及储藏室RxLevel、RxQaul统计图

（2）LTE测试效果

RSRP、SINR指标统计如图14所示，最弱场强为-104.62 dBm，平均覆盖场强为-82.24 dBm。RSRP＞-105 dBm的覆盖率为100%，RSRP＞-95 dBm的覆盖率为88.87%，SINR＞15的比例为99.82%，整体覆盖效果良好。

图14 地下车库及储藏室RSRP、SINR统计图

地下车库上传下载测试效果如表5所示。

表5 地下车库上传下载测试效果表

4.5 覆盖效果总结

应用MDAS系统对本站点电梯、地下车库及储藏室进行覆盖的测试效果总结如表6所示。

表6 覆盖效果总结表

其他应用方案测试效果补充说明：通过把2号楼的电梯天线替换成对数周期天线，在相同的输入功率情况下，2号楼2部电梯采用1台MRU+两副对数周期天线进行覆盖，天线安装在电梯井道底部，由下往上打覆盖，以能满足用户基本通话及数据业务需求为前提（GSM RX＞-90 dBm，LTE＞-110 dBm））能覆盖18层电梯。

5 MDAS应用建议及造价分析

5.1 应用建议

（1）电梯覆盖参考该案例MDAS方案覆盖效果：20层以下楼宇采用1台MRU+2副对数周期天线覆盖两部电梯，MRU通过复合光缆拉远安装楼顶电梯机房内，对数周期天线安装在电梯井道顶部由上往下打覆盖；20层以上电梯使用1台MRU+两副电梯天线覆盖两部电梯，天线安装在电梯井道顶部，由上往下打覆盖。

（2）地下车库参考该案例MDAS方案覆盖效果：以能满足用户基本通话及数据业务需求为前提，每台0.5 W MRU可覆盖地下车库面积为6 000～8 000 m2。

（3）地下储藏室参考该案例MDAS方案覆盖效果：1栋楼采用1台MRU+若干全向吸顶天线对所有储藏室区域进行覆盖，如果功率有余量，可用于地下车库覆盖。

5.2 造价分析

应用MDAS系统对该站点进行覆盖的造价分析如图15所示。

图15 MDAS方案造价分析图

（1）地下停车场：由于场景空旷，占总投资比重最低，为18%。MDAS方案造价远低于传统室分，与覆盖+方案相当，覆盖效果及稳定性优于覆盖+；

（2）地下储藏室：隔断多，投资占比最大，为43%。MDAS方案造价低于传统室分，覆盖+方案通常仅考虑设计通过无线级联方案对电力抄表间进行覆盖，难以考虑对地下储藏室进行普遍性覆盖，否则造价较高；

（3）电梯：由于直线距离长，所需信源设备功率大，投资占比较高，为39%。从MDAS试点方案效果分析，MDAS电梯覆盖方案建议以20层为界限，20层以内电梯采用对数周期天线进行覆盖，20层以上电梯采用电梯天线进行覆盖。20层以内的电梯，MDAS方案每部电梯覆盖造价远低于传统室分，中低层电梯覆盖方案造价与覆盖+方案相当，高层电梯覆盖方案造价略高于覆盖+方案，但MDAS方案覆盖效果及稳定性优于覆盖+方案。

6 结束语

随着5G大规模建设的日益临近，运营商都在不断的缩减投资，用更少的投资实现更多的覆盖都是各运营商近期的一致目标。多业务分布系统MDAS解决方案施工周期短，并可实现低成本快速建网，针对电梯、地下车库等场景的室内数据需求，为广大用户提供4G、2G甚至NBIoT的接入信号，同时实现广度和深度覆盖，是提升用户感知的一件利器。