低层密集住宅深度网络覆盖新模式探究
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【摘要】本文针对现阶段移动网络建设的现实性，从信号覆盖深度以及多制式融合组网的角度提出：在传统分布式覆盖系统基础上，用数字射频技术来构建一种全新的深度覆盖模式，应用于特定类场景的深度覆盖，经实践证明具有良好效应。
密集住宅区场景，由于自身建筑物的阻挡，其内部的深度网络覆盖难以解决；传统的室外覆盖方案模式一般采用信源+射频同轴电缆分布方式，需要新布放馈线、无源器件和天线等，用户既对网络投诉又对自身维权，业主对通信设施敏感物业协调困难。传统分布建设方式存在多网融合难、扩容升级难，传输损耗大，设计繁琐，布线安装困难，取电麻烦，协调难等诸多不变，一定程度上影响了建设进度和覆盖效果。
上述情况通过传统覆盖模式难以有效解决，造成肇庆城区网络的深度覆盖建设存在一定阻碍，放至整个广佛肇地区，也有大量的城中村、出租屋群等具体站点存在实际问题，甚至全省范围内此类场景问题都较普遍。
1.传统网络覆盖模式分析
1.1 密集低层住宅区域覆盖现状
密集低层住宅一般指城中村、低层住宅小区等区域，这些区域楼宇建筑密集，楼高一般在七层（20米）以下，这些区域在小镇的居住环境中，占了大部分的比例，因此人口密集，保有用户量大。
密集低层住宅小区无线网络覆盖困难，除了在周边高楼有宏基站外，小区内没有站址和分布系统覆盖，1-3层室内经常为信号盲区，从而导致大量的用户投诉。
由于小区内的居民对无线电设备（基站或分布覆盖系统）的安装有很强的抵触心理，从而导致密集低层区域无法协调宏站站址或进行传统室外分布覆盖方式，类似区域的覆盖弱信号问题一直难以解决，大量用户长期投诉也无法解决。用户既投诉又维权，网络建设碰到极大挑战。
1.2 传统室外分布覆盖
现阶段密集住宅小区信号覆盖差，小区内无法建设宏基站，存在大量的用户投诉，需要在该区域进行信号覆盖，可采用传统室外分布建设模式进行信号覆盖，其分布系统信源一般选用以RRU（20W/每载波）或数字光纤直放站（20W/每载波）作信源。
采用传统室外分布建网方式，由于居民对传统设备、天线、馈线等敏感，需要协调的业主多，协调难度非常大，一方面用户投诉信号差，另一方面又以维权问题阻扰站点的建设，因此这些站点就成为通信建设中的“黑点”。
传统室外分布系统需进行合理的方案设计，需要选择合理的无源器件和馈线类型，从而使天线口功率基本平衡。该方案设计为同轴分布，由同轴电缆、耦合器、功分器和有源设备等组成，从信源到天线的链路设计复杂。后期需要进行覆盖调整和优化扩容，需要重新进行方案链路预算。
传统室外分布的材料清单，其主要材料为设备、天线、器件和馈线。尤其在城中村这样的室外场景，所需的7/8”馈线约占70%比例，7/8”馈缆线径粗、重量大，在布放安装需要钢丝绳等固定配件，安装施工不方便，施工隐蔽性差，极易受到业主阻挠。
2.MDAS解决方案的提出
新的深度覆盖模式采用多业务数字分布系统（Multiservice Digital Distributed Access System简称MDAS）来进行解决，MDAS是一种支持多业务，采用数字化技术，基于光纤、网线进行传输的新型室内外分布系统；可实现以“小功率、多天线”的精确覆盖思路。
2.1 系统方案
如图1所示，MDAS系统采用三层网络结构，即由MAU（接入控制单元）、MEU（近端扩展单元）、MRU（远端射频单元）组成。
MDAS系统中接入控制单元可星型连接4条光路，每条光路可通过级联方式连接8台近端扩展单元，而每台近端扩展单元又可连接8台远端射频单元，因此每台接入控制单元可接4*8*8=256台远端射频单元，组网能力强。
2.2 系统架构设备
MDAS系统产品为分布式微功率远端射频单元，其接入控制单元MAU与近端扩展单元MEU连接采用光纤传输；近端扩展单元MEU和远端射频单元MRU连接，可选用超五类线或光纤两种传输方式；而其远端射频单元MRU根据覆盖场景需求划分为放装型、室分型、室外型等多种规格。产品系统架构图如图2所示。
3.MDAS系统应用的实证分析
3.1 应该场景状况
以肇庆市端州区城区为例，肇庆市金辉花园属于肇庆市住宅类场景典型黑点，为当地居民自建房群与小区结合体，总共有9栋楼组成，总占地面积约2万平方。整个住宅小区由一条主街道4条辅道组成，巷内楼宇高度约8层，间隔密集，相互遮挡严重，造成住宅内部信号较弱，尤其是低楼层范围内更为明显。
3.2 系统原理
采用MDAS系统进行密集低层住宅（包括城中村或低层住宅小区）信号覆盖，其组网为扁平式结构，接入控制单元和近端扩展单元通过光纤连接，近端扩展单元通过网线连接到远端射频单元，远端射频单元为室外型，采用隐蔽一体化设计（内部集成天线）。
图3所示为新型MDAS室外覆盖（密集低层住宅）。
MDAS室外深度解决方案采用微功率室外型远端射频单元设备，通过交叉的方式精确布点，有效地解决信号的穿透覆盖。
相对于传统室外分布方式，MDAS方案不需布放馈缆，也不需进行方案的链路损耗计算，方案设计简单；采用一体化小型室外设备，便于协调安装；采用光纤和超网线等传输介质，便于快速布线，施工隐蔽性强。
3.3 解决方案
考虑该区域内物业协调难度，以及当地居民明确反对敷设馈线，因此试点计划采用MDAS系统，利用MDAS室外覆盖系统的网线传输特点，作分布式覆盖，解决路段内GSM与TD的信号覆盖问题。
如图4、5所示，方案划取住宅小区部分范围作覆盖，主要通过将MDAS远端装在2楼位置，覆盖划定范围内1-3层空间的。为方案单独新规划一个GSM与TD小区，为MDAS系统提供信源，这样可以保证覆盖区域的容量与网络质量。将MDAS近端MAU安装在基站机房内，耦合GSM与TD射频信号，通过光纤拉远到站点扩展单元MEU，再通过五类线连接到各MDAS远端MRU，通过MRU发射覆盖。MEU通过POE供电模块向MRU供电，各台MRU无需单独取电。
试点开通后，经详细测试并对比数据分析，MDAS覆盖区GSM与TD网络KPI质量，包括各项数据下载业务的下载速率与基站基本相同，MDAS的覆盖质量基本等同于基站TD RRU直接覆盖质量。
4.新旧方案对比分析
4.1 功率有效利用分析
传统室外分布系统和MDAS系统进行方案对比分析：传统室外分布方式采用同轴分布方式，射频信号在分配器件和馈线长距离传输中损耗大，信源和有源设备的功率浪费严重。MDAS采用光纤和网线分布式组网，数字信号传输过程无射频损耗，可以有效利用设备功率。
4.2 建设施工周期分析
传统分布方式采用天线和射频电缆布放困难，业主接受度低，接入大量接头及无源器件，质量难以保证，布放同轴线缆施工难度大，工期长。
MDAS系统采用扁平化结构，采用光纤或网线进行星型或链型组网，其设备体积小、重量轻，远端射频单元设备可采用远程网线供电方式，而布放光纤和网线缆物业协调难度极低，施工隐蔽性高；而室外一体化远端射频单元MRU集成射频放大和天线，施工隐蔽性强，基本不存在施工过程中的业主阻挠。
4.3 建设和运维成本分析
在密集低层住宅（城中村和低层住宅小区），采用新型MDAS室外覆盖方式比传统分布方式同比可节省约4%建网投资。
采用MDAS方案进行城中村或低层住宅覆盖，相对传统室外分布方式，其总功耗可节省约44.5%。
4.4 资产利旧率分析
采用新型MDAS方案建网，传输介质（网线）成本仅站3%，设备费用占96%。采用传统室外分布方式，馈线和辅材所占比例为23%；而新型MDAS方案的线缆和辅材仅约3%。由此可见，新型MDAS方案的资产利旧率可达到97%，而传统室外分布方式资产里利旧率仅为77%，其资产利旧率提升20%。
4.5 MDAS方案对比分析总结
（1）MRU天线内置，物业协调容易，施工简单快捷，工程施工类似于宽带安装，业主阻挠少。
（2）MDAS工程主要使用网线、光纤进行组网，无被盗风险。
（3）城中村未来面临拆迁问题，采用MDAS的室外分布系统，资产利用率高。
（4）预留WLAN接口，便于后期WLAN接入。
（5）网线易弯曲，布放方便，不影响商铺外观，物业协调难度低。
（6）一体化MRU便于安装、调试。
（7）场强均匀覆盖，有效提升业务覆盖水平。
5.总结
综上所述，MDAS新型解决方案不仅可以再低层密集深度覆盖场景使用，同样可以在其它多种类型场景中灵活使用，效果良好。在密集低层住宅区域进行信号覆盖，采用新型MDAS建网，可提升功率利用率，扩大上行覆盖范围，改善业务性能，降低建网和运维成本，缩短施工建设周期，提高资产利旧率。