室内覆盖低成本建设模式研究

1 引言

随着城市的发展，建筑物越来越密集，这些建筑物规模大、分布不规则，无线网络信号的深度覆盖严重不足，室内覆盖的建设需求越来越大。传统的室内覆盖建设模式缺乏灵活性，造价成本高。本文结合建筑物的特点，对室内分布系统技术方案进行了分解，摒弃传统单一的覆盖方式，结合场景特点、业务需求，因地制宜制定合适的技术方案，从而节约投资，降低建设成本，为公司室内覆盖建设提供科学指引。

2 室内覆盖面临问题

建设手段单一：目前95%以上的室内覆盖建设模式均采用传统的布放方式，即信源+馈线+全向吸顶天线的方式，建设手段单一，未针对场景和建筑物特点进行区分，影响了覆盖效果，不利于建设成本的节约[1]。

电梯地停造价成本高：商务楼宇电梯地停的造价成本占单站建设成本的20%-50%，住宅楼宇电梯地停的造价成本占单站建设成本的40%-70%，因此电梯地停覆盖成本直接影响单站投资。

建设需求大：按照4G室内建设标准测算，广东需通过室内分布系统进行覆盖的楼宇规模达到18万栋，需投入资金86亿元。[2]

3 室内覆盖低成本建设策略

3.1 室内覆盖标准优化

（1）制定分场景的覆盖标准：区分重要场景、其它场景的平层覆盖标准，以及电梯、地停、综合覆盖分场景的覆盖标准；

（2）制定室分系统工程建设需求准入评估标准，满足评估标准的通过室外站进行覆盖，不满足评估标准的纳入室分建设；

（3）降低电梯、地停的覆盖标准。[3]

LTE室分验收标准，如表1所示。

表1 LTE室分验收标准指标表

3.2 室内覆盖多元化技术方案思路

传统DAS由于技术水平限制等原因，一直存在高成本、低收益的矛盾。为了提高投资效益，需通过多元化技术方案，降低建设成本，提高整体网络的投资回报率。本次研究打破一个站点只选取一套技术方案的传统思路，结合成本、场景和建筑物特点，不同区域选取合适的技术方案进行深度覆盖，从而达到综合建网成本最低的目标，如图1，图2所示。

图1 商务楼宇技术方案全景图

图2 住宅小区技术方案全景图

4 室内覆盖技术方案分析

当前，主流使用室内覆盖技术方案包括传统DAS系统、综合覆盖、数字化分布系统、微分布系统等，说明如下。

4.1 传统DAS系统

传统室内覆盖分布系统分为无源分布系统和有源分布系统。

如图3所示，无源分布系统主要采用由分路器、合路器、耦合器、功分器、馈线、天线组成，通过无源分配器件，将信号分配至各个需要覆盖的区域。

有源分布式系统通过有源器件(有源集线器、有源放大器、有源功分器等)和天馈线进行信号放大和分配，使用小直径同轴电缆作为信号传输介质，利用多个有源小功率干线放大器对线路损耗进行中继放大，再经天线对室内各区域进行覆盖[4]。

图3 常规使用的无源分布系统图

4.2 综合覆盖

综合覆盖是将室内和室外覆盖综合统筹考虑，运用室内覆盖分布系统和室外基站多技术手段，全方位解决区域化场景室内外覆盖的覆盖方案。此方案不仅减少室内外信号的相互干扰，也方便对各小区内部容量进行调整，而且不必全部楼宇都建设单独的室内分布系统，实现了室分系统投资的有效节约。综合覆盖目前是广东联通主要覆盖手段之一，如图4所示。

图4 住宅小区综合覆盖示意图

4.3 数字化分布系统

数字化分布系统主要指华为Lampsite、中兴Qcell、爱立信DOT。

如图5所示，数字化分布系统主要由BBU、光纤、RHUB、网线、pRRU组成，其中对分布系统结构影响较大的是网线/复合光缆和pRRU，主要网络架构分为三级：

无线网的基带单元，统一定义为：BBU基带单元；对应华为的“DBS3900 BBU”，爱立信的“数字单元DU”，中兴的“基带单元BBU”。

拓扑结构中的中继连接控制单元，统一定义为：中继扩展单元；对应华为的“RHUB”，爱立信的“室内无线单元”、中兴的“pBridge”。

射频单元，统一定义为：远端RRU单元；对应华为的“pRRU”，爱立信的“无线点”，中兴的“pRRU”[4]。

图5 数字化分布系统示意图

4.4 数字化扩展分布系统

数字化扩展分布系统主要指华为lightsite2.0、华为vRRU等。

LightSite2.0解决方案由BBU+RHUB+pRRU+外接天线组成。pRRU自身可以发射功率，同时可以外接2个MIMO天线（点位），总共可以实现3个MIMO点位的覆盖。

vRRU解决方案由BBU+RHUB+vRRU+外接板状天线/对数周期天线组成。vRRU和RHUB之间为光纤拉远，交流供电。可以接功分器，实现1个vRRU接4-8个（推荐）板状天线或者对数周期天线，实现4-8部电梯或者最大20 000平米地停的覆盖[5]。

4.5 微分布系统

微分布系统主要指集成厂家的PDAS、EDAS类型产品；

EDAS型天线一体化微功率接入系统具有无线转发，双向放大基站上、下行链路信号功能；用于电梯等盲区的信号覆盖；支持DCS、FDD-LTE或者WCDMA/FDDLTE移动通信信号放大，输出功率为200 mW[5]。

PDAS-UDWE无线光纤型多业务数字分布式系统是DCS、WCDMA、LTE1 800和LTE2 100四种制式的无线光纤型多业务分布系统。PDAS系统主要由接入单元（AU，Access Unit）和覆盖单元(RU，Remote Unit)组成，输出功率有500 mW/2W两款[6]。

4.6 光纤分布系统

光纤分布系统主要是将射频信号耦合进光纤分布系统，转换成数字信号，采用数字化技术，基于光纤进行传输的新型室内外分布系统；采用三层网络结构，接入单元（AU，Access Unit）、扩展单元(EU，ExtendedUnit)、远端单元(RU，Remote Unit)三部分组成，用于2G、3G、LTE无线通信信号深度覆盖[7]。其接入控制单元AU与近端扩展单元EU连接采用光纤传输；近端扩展单元EU和远端射频单元RU连接，采用低压复合光缆传输方式；而其远端射频单元MRU根据覆盖场景需求划分为外接天线型、一体化天线型等多种规格[8]。

5 室内覆盖低成本技术方案应用

结合场景价值、成本、业务需求、施工难度、5G网络演进等维度，提出以下分场景的差异化技术方案，从而实现低成本建设室内覆盖的目标。

5.1 住宅小区“怎么做”

大型住宅小区的楼层高度不一、功能多样、室内户型结构复杂，建筑规模较大，建筑物布局形式多样，楼间距大，一般在50～100 m，一般都具备地下停车场和电梯。采取室内外协同覆盖、以外为主策略，室内分布系统主要解决电梯、地下室覆盖。

5.1.1 住宅小区平层覆盖策略

（1）高业务住宅部署传统综合覆盖为主，即信源RRU+馈线+射灯天线（或其它天线），前期满足4G覆盖，后期refarming到5G，节约建设成本[9]，如图6所示。

图6 高层住宅覆盖示意图

（2）中低业务住宅部署光纤分布系统，主要满足4G覆盖，5G建设需求暂不考虑[10]，如图7所示。

图7 中低层住宅覆盖示意图

5.1.2 电梯覆盖策略

电梯是狭小封闭空间，主要采用微分布系统（EDAS）进行覆盖，根据楼宇高度选择合适的覆盖方式，如图8所示。

图8 电梯覆盖示意图

5.1.3 地停覆盖策略

地下停车场一般较为空旷，空间相对封闭，数据业务需求低，用户停留时间短，主要采用微分布系统（PDAS）进行覆盖，节约建设成本，如图9所示。

图9 地停覆盖示意图

5.2 商务楼宇“怎么做”

商务楼宇指非住宅类楼宇，大型的商务楼宇主要采用室内分布系统解决器信号覆盖，商务楼宇的室内覆盖技术方案选取主要考虑是否能满足网络覆盖和质量的指标要求、选取的技术方案系统是否安全和稳定、维护是否便利、系统向5G演进是否可行等因素。[11]在满足以上要求前提下，选取低成本的技术方案进行建设，达到降本增效的目标。表2为分场景的技术方案使用总结。

表2 LTE商务楼宇分场景建设方案

6 实施试点效果

6.1 站点概况

佛山环湖小学东校区位于佛山市禅城区石湾永星大道西，学校又分为东区、西区，共6栋楼，6部电梯，地上6层，地下1层，电梯高度7层；东区地下一层面积9 000平方米，西区10 000平方米，总计19 000平方米。

6.2 覆盖方案

平层：室外基站已覆盖；

电梯：6部电梯采用微分布系统（EDAS）进行覆盖；

地停：覆盖东、西区地下室采用为分布系统（PDAS）进行覆盖，每台远端带2-4副小板状天线；

6.3 测试效果

测试效果如表3所示。

表3 试点测试效果

6.4 成本对比

如表4所示,本试点数字微分布系统方案比传统覆盖方案节省投资52 018.4元，节省率约48.17%。

表4 成本对比表

7 总结

完善的网络覆盖可以帮助运营商提升品牌，增加业务收入，挖掘潜在用户市场，提高综合竞争力。降低建设成本，完善深度覆盖需求，是在竞争中获得优势的关键。本文结合建设过程中的问题和经验，提出分场景分区域采用不同技术方案的策略，得出即保障覆盖，又能降低成本的建设思路和策略，为公司室内建设提供科学指引。