住宅小区低成本微室分建设方案探讨

卢沛然

（福建省邮电规划设计院有限公司，福建 福州 350001）

0 引言

近年来，随着我国城市化建设的不断发展，高层住宅小区不断增多。住宅小区内楼宇密集，楼层高且电梯数量多，地下室面积大。电梯、地下室对室外移动通信信号屏蔽非常严重，使得这些区域大部分为弱覆盖和信号盲区，严重影响了运营商的服务质量。用户对网络覆盖的要求越来越高，由于电梯、地下室为通过式半封闭区域，产生的业务量非常有限，当前采用的传统室分DAS 覆盖方式建造成本高，建设周期长且造价高。采用lampsite、PRRU等新型的拉远方案建设电梯及地下室的方式投资高，投资回报率低且不利于设备后期维护。因此，亟需一种既能降低建设成本又能够有效覆盖电梯及地下室等内部信号的覆盖手段，通过合理的投资，最大化地解决电梯、地下室的信号覆盖，成为运营商面临的巨大挑战[1]。

1 场景特点

根据场景的特点，可将住宅小区划分为9F 以下低矮住宅区、10F～18F 中层住宅区、18F 以上高层住宅区三大类型。住宅小区的信号覆盖要结合楼宇层高等因素，采用合理的方法进行施工建设[2]。住宅小区的电梯及地下室等区域信号覆盖通常具备以下6 个特点。

（1）住宅楼核心区域的电梯井结构阻挡严重，宏站网络信号无法穿透覆盖（除观光电梯外），基本为信号盲区。

（2）电梯井道内部空间狭小，施工安全性要求高。

（3）电梯与地下室区域的移动用户少，驻留时间短，业务量小，主要业务为语音及低速率数据业务。

（4）施工受限制，电梯内部室分施工布线困难，施工周期长。施工对物业影响大，需物业工程部配合电梯停运方可施工。电梯停运对业主生活出行造成不便，增大了施工协调难度。

（5）伴随着住宅小区楼宇数量的增加，相应的地下室面积及电梯数量增加，间接导致主设备及传输光缆需求增加，投资增大[3]。

（6）随着住宅小区楼宇数量的增加，传统室分覆盖设备数量增加，相应的供电需求增高，需同业主协调取电，从而导致站点租金及设备电费相应增加。

2 工作原理

微室分多载频功放基站放大拉远系统（以下简称微室分）是一款专用信号覆盖产品，用来解决现有的电梯及地下室覆盖难题。多载频功放基站放大拉远系统通过外接定向天线接收基站800 MHz、900 MHz、1 800 MHz、2 100 MHz 等频段的信号。通过识别各个频段的信号，分别进行信号滤波、功率放大、增益控制等一系列信号处理转化工作，从而实现无线信号的远距离传输并达到无缝覆盖的目的。住宅楼电梯、地下室采用微室分方案具有以下优势。

（1）微室分方案施工工期短，设备平均造价低，加快了项目建设的周期，提升了站点开通效率。

（2）微室分无需传输配套，可节省传输配套投资。

（3）微室分无需主设备信源引入，设备用电功耗低，维护节点少、二次利用率高，成本优势非常显著。该设备能同时识别、传输、转换多个频段的信号，设备性能灵活多变。

（4）施工容易、快速，3DFB 同轴线缆布放施工极为简单，工期短，可降低电梯停运对业主的影响，从而降低与物业协调的难度。

3 建设思路

3.1 住宅小区电梯采用多模微室分方案

住宅小区电梯采用多模微室分方案，架构如图1 所示。电梯多载频功放基站放大拉远系统由主控接入单元及轿厢单元两部分组成，主控单元通过外接定向板状天线接收室外基站信号，通过重发天线覆盖电梯井道；轿厢单元接收天线通过无线接收井道内信号，并对主控单元发射出的信号进行穿透轿厢式中继放大，从而达到轿厢内部的良好覆盖。轿厢单元固定于轿厢上，为随行设备。目前，有3 种连接（建设）方案：18F 以下采用宏站引入信号+定向板状天线，18F～35F 采用宏站引入信号+轿厢单元，18F～35F 采用电梯底部引入信号+轿厢单元。

图1 电梯微室分覆盖示意图

方案三采用由电梯井底部安装1 副定向板状天线+轿厢随行单元的方式，通过定向板状天线接收地下室的室分信号，并对信号进行处理放大，通过轿厢单元的重发天线覆盖电梯。采用方案一、二的主控接入单元接收外围宏站信号，若下挂的电梯微室分设备数量过多，会抬升室外基站RRU 设备的底噪性能，影响宏站指标。此外，如果外围基站信号频段多或者小区多，会存在设备识别主控信号及干扰切换问题。因此，采用接收住宅楼地下室传统室分信号的方式更为稳定，且地下室与电梯之间不存在信号切换问题，能保持良好的网络覆盖性能。

3.2 住宅地下室采用微室分覆盖

地下室多载频功放基站放大拉远系统由接入控制单元AU、扩展单元EU、覆盖单元RU 三部分组成。通过接收天线连接控制单元接收室外基站无线信号，通过扩展单元连接多个覆盖单元对信号进行放大覆盖，用于快速解决低业务量的地下室信号覆盖。

4 案例及造价对比

4.1 紫金轩小区住宅楼电梯方案

该小区共10 栋33F 住宅楼宇合计30 部电梯，地下室1 层。按微室分与传统室分相结合的方式（地下室传统室分+电梯多模微室分）对该住宅小区进行覆盖方案设计，需新增37 副室分天线覆盖地下室，30副板状天线+30台多模微室分设备覆盖电梯。若全楼盘30 部电梯采用传统室分进行覆盖，则需新增240 副板状天线。最终采用微室分方案建设，通过延伸地下室室分信号，由馈线引至每部电梯井道底部，并在井道底部侧壁壁挂安装1 副定向板状天线，主瓣方向垂直向上进行信号传递，微室分轿厢单元的接收天线安装于轿厢顶部侧壁且控制接收天线主瓣向下，接收电梯底部传送的信号，转化至轿厢内部，实现最终的信号覆盖。建设方案如图2所示。该站点信号开通后电梯内部信号覆盖良好。

图2 紫金轩电梯微室分建设方案示意图

4.2 颐景园小型地下室

该小区为老旧小区，只有1 个独立小地下室，面积约4 000 m2。考虑到地下室光缆引入难度大，且需单独配置1 台主设备信源，下带室分天线数量有限，较为浪费资源，本次采用多模微室分建设，合计新增8 套微室分设备。在地下室的出口和入口分别引入1 套1 拖4 的多模微室分设备就近覆盖地下室区域，若采用传统室分需要布放8 个室分天线。

4.3 造价对比分析

将上述两个案例按微室分方案与传统室分方案进行造价对比分析。测算模型为：地下室室分天线综合造价0.06 万元/天线，电梯内板状天线综合造价0.08万元/天线，多模微室分设备综合造价0.25万元/台。两种覆盖方式的造价具体对比分析如表1 所示。

由表1 的造价对比可知，采用多模微室分建设的总造价远低于传统室分建设方式，主要体现在两个方面：一方面，室分配套造价整体降低，主要是电梯内部天线数量大幅减少；另一方面，采用微室分方案会降低主设备信源数量的使用，间接造成主设备及光缆配套投资大幅降低[4-5]。

表1 两种覆盖方式造价对比表

5 结语

本文通过探讨住宅小区电梯及地下室微室分信号覆盖，提出新型微室分设计思路，并将新方案与传统室分覆盖模式进行了造价分析对比，在保证手机信号基本覆盖要求的前提下，微室分方案降低了40%～50%的建设成本。随着手机网络的快速建设部署，住宅小区的移动用户数和数据流量激增，今后对于住宅小区的信号覆盖建设呈逐年递增趋势。低成本微室分新产品的应用和相关方案建设成功的案例，为今后的住宅小区低成本室分方案提供了设计经验，期待未来能提出更好的、更灵活的设计方案来解决住宅小区的信号覆盖需求。