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MDAS在网络覆盖中的应用研究及效果分析

发布日期:2018-11-15   来源:《智慧工厂》9期   作者:朱智勇   浏览次数:22551
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【摘   要】:随着城市经济和移动数据业务的高速发展,以及用户行为和数量及消费的增长,虽然传统的室内分布覆盖方式能满足大部分区域的基本需求,但人们对移动通信服务的使用频率日益剧增,在密集城区的弱覆盖或盲点,严重影响移动设备的使用。光纤分布系统方案,能够有效的解决室内和室外弱覆盖和盲区问题,尤其是深度覆盖不足的城中村、住宅楼、酒店/写字楼等场景方面的性能有明显提升,具备组网灵活、精准覆盖等特点,能够提升系统效率和信噪比,满足移动宽带业务需求,向用户提供高容量、高质量、节能环保的无线网络。

关键词: MDAS   网络覆盖
Abstract:As the city economy and the rapid development of mobile data service, and user behavior and the quantity and the growth of the consumer, although the traditional way of distribution of indoor coverage can meet the basic needs of most of the area, but the use of mobile communication service frequency increase, the weak coverage or blind spots in densely populated urban area, serious impact on the use of mobile devices. Fiber distribution system scheme, can effectively solve the problem of indoor and outdoor weak coverage and blind area, especially the inadequate depth of coverage of urban villages, residential buildings, hotel/office scenario aspects, such as performance has improved significantly, with flexible networking and accurate coverage etc ,can improve the system efficiency and signal-to-noise ratio, meet the demand of mobile broadband services, to provide customers with high capacity, high quality, energy conservation and environmental protection of wireless network.
Key word: MDAS   Network coverage
【中图分类号】TN929.11【文献标识码】B  文章编号1606-5123(2018)09-0000-00 
1 引言
随着城市经济、移动数据业务的高速发展,以及用户行为和数量及消费的增长,虽然传统的室内分布覆盖方式能满足大部分区域的基本需求,但人们对移动通信服务的使用频率日益剧增,在密集城区的弱覆盖或盲点,对手机使用造成严重影响。
2 解决方案
2.1 系统分析
(1)造价过高:传统室内分布建设1/2、7/8馈线及器件的成本占比较大,特别是在特殊场景需要部署MIMO的方式时,成本几乎翻倍。
(2)资源拥塞:随着总部电信竞合的大力推进以及共建共享趋势的发展包含铁塔资源的利用,造成建筑的走线及天线点位布置会与其他运行商产生冲突,影响施工。
(3)利用率底:分布系统大量使用的无源器件由于指标差造成网络质量下降,利用效率低,功率分布不均匀。
(4)维护困难:大量无源器件及馈线接头需防水措施,易出现驻波问题,隐形故障点多,故障排障和维护复杂。部分站点搬迁整改无法拆除原有馈线、器件。
(5)协调困难:传统室内分布系统馈线裸露,老百姓生活质量提升,辐射意识增强,对基站建设有抵触情绪。
因此,需要探究一种全新的、更好的解决方案来打破传统室内分布的局限和复杂性,用来完善深度覆盖,提升用户感知。
2.2 技术路线
(1)优化方案,减少施工和投资。
(2)提高覆盖率和覆盖质量。
(3)便于维护管理,降低协调难度,快速建网。
(4)数字化、共享化发展。
(5)提升数据能力、解决投诉问题。
(6)多网融合,集中监控。
3 MDAS系统原理及特点
3.1 MDAS系统原理
MDAS系统是一种支持2G/3G/4G多网融合,灵活配置的数字化系统,主要由接入单元(MAU)、扩展单元(MEU)和覆盖单元(MRU)组成,如图1所示。
(1)接入单元(MAU):放置信源端,接收或者耦合RRU信号后,转为数字信号,通过光纤传输到下一级扩展单元。
(2)扩展单元(MEU):接收接入控制单元的数字光信号然后进行数据打包功能,通过光纤或者超五类线传输到下一级远端的覆盖单元。
(3)远端单元(MRU):分为放装型、室内型、室外型。进行数据解包、信号放大功能,完成覆盖,具备POE远程供电方式。
3.2  MDAS组网结构
MDAS组网原理如图2所示。
(1)星型组网方式如图3所示。
(2)菊花链组网方式如图4所示。
(30混合组网方式如图5所示。
(4)最大可支持256台MRU。

3.3 MDAS技术特点解析
(1)组网灵活:支持2G、3G、4G多种制式及宽带和WLAN的接入。
(2)精准覆盖:多天线、小功率的覆盖方式,有效减少信号外泄产生的同邻频干扰,降低网络优化难度。
(3)支持MIMO性能:完美支持MIMO性能,在有需求的特殊场景可以一次进场部署MIMO,有源远端功率自动平衡。
(4)效率提升:MDAS采用远端小功率覆盖,传统分布大量功率在馈线及器件上损耗,MDAS覆盖单元离用户更近,系统效率和信噪比得以提升。
(5)全系统监控:灵活可靠的网管监控方案,实现从近端至远端各节点全监控。偏于故障排查和及时抢修。
(6)光纤传输:可以借助驻地网资源(五类线/光纤),仅仅在一根光纤或网线上完成多种业务(包含:信号覆盖、宽带接入及IPTV等)。无需复杂的链路预算,保证设计余量大大提升优化空间。
(7)远端复合光缆供电:降低传统取电难度和成本。
4 典型场景应用
MDAS系统组网灵活、安装方便快捷,可以快速解决低层小区、城中村、校园、街道、沿街商铺、酒店、写字楼、高层小区等常见的信号弱覆盖及网内干扰问题。 由于MDAS没有容量,因此建议在非高流量区域进行部署。传统室内分布无法进场以及施工时限问题导致无法施工时采用MDAS系统进行快速部署。典型场景应用如图6所示。
4.1 低层建筑
低层住宅小区。低层住宅小区的特点是楼宇排列呈封闭和半封闭状,楼宇密集,楼间距小,外围宏基站无法完全覆盖,区域内总体面积大。居民环保意识增强,辐射概念误解,施工难以实施。MDAS覆盖单元采用天线一体化方式壁挂墙体,走线隐蔽,施工简单,物业协调问题得以解决。不需要传统的复杂链路预算,在施工中将其固定在居民楼单元上方约2层楼高度,用于实现对本楼及对面楼宇的覆盖。低层建筑场景应用如图7所示。
4.2 沿街商铺
沿街商铺的特点是地处繁华地区高层建筑物遮挡严重,附进基站无法有效覆盖,商铺内部信号与室外相比有很大差距,传统分布施工有难度,无法实施大面积深度覆盖。同时用户对天线等设施存在抵触情绪,不便展开施工。通过MDAS可以采用“错位式”交叉覆盖方式,设备安装在顶楼,若商铺较深,一台MDAS仅考虑覆盖天线正对面和相邻商铺;若商铺较浅,可考虑多覆盖旁边两间,此方式可以有效实现沿街商铺内深度覆盖,并兼顾周边低层住宅信号的覆盖。
4.3 城中村
城中村的特点是楼宇密集,建筑杂乱无章,宏基站难以覆盖,现有电话线、网线、水管网、煤气管密布不均,分布走线和施工十分困难,且投诉频繁。利用MDAS光纤及超五类线传输易布线。可充分发挥扩展性强、方便灵活等优势,采用覆盖单元无线级联的方式快速解决。
上述低层建筑的主要特点是楼宇排列呈封闭和半封闭状,楼宇密集,楼与楼之间间距小,高层建筑物遮挡严重,附进基站无法有效覆盖,同时用户对天线等设施存在抵触情绪,不便展开施工,投诉数量居高不下。
采用MDAS方案进行覆盖时,由于覆盖单元可采用内部集成天线的一体化设备,并可以采用光纤及超五类线进行传输布放,设备隐藏性好,线路布放简单,对业主和百姓影响不大,物业协调简单,能够快速建网,减少施工周期和施工难度。
4.4 中高层住宅小区
中高层住宅小区的特点是室外基站信号强,室内信号弱,两者反差极易产生乒乓效应、且网内干扰问题严重。中高层住宅小区可采用室内外协同方案进行覆盖,协同方案:室外主要是通过天线高层与低层对打方式对室内靠窗、卧室等区域进行覆盖,如图8所示。
4.5 酒店、写字楼
酒店、写字楼装的特点是装修高档,由于建筑纵深大,加上楼体遮挡,导致客房及走廊内无信号或信号极差,不能充分吸收室内话务,投资效益比低,严重影响用户体验,用户投诉量大。而且受装修封棚的进度影响,无法反复进场进行优化测试,工期紧,任务重。可以利用MDAS与宽带融合方案,采用一根光纤、网线做传输资源,快速部署网络建设,实现远端一体化设备入户,解决室内弱信号覆盖和网内干扰问题。
5 技术实现案例
5.1 覆盖现状
以某城市的沿街商铺为例进行深度覆盖分析,其周边楼宇较多且街道较密,室外信号覆盖良好,但室内信号覆盖较差。人员流动性较大,话务及数据业务需求高。商铺外的信号覆盖良好,部分密集区域存在室外弱信号区,通话质量不稳定;商铺内信号差,存在盲区,用户无法拨打电话或通话过程出现掉话。由于用户无线通信业务要求高,但覆盖区域存在弱信号和覆盖盲区,严重影响用户的业务体验,导致用户频繁投诉,需要进行专项覆盖建设。
5.2 传统室外分布覆盖
用室外场景进行对比,传统室外分布系统建设模式是以RRU作信源,传统沿街商铺设计平面图如图9所示。由图9可知,传统室内分布大功率信源RRU通过功分器、耦合器等器件和1/2、7/8进行传输信号到天线,天线输出功率约为-6dBm左右。

由沿街商铺系统图10可知,传统分布系统的设计需要进行复杂的链路预算并合理配置无源器件(功分器、耦合器、天线等),才能达到各天线输出功率的平衡,设计方案较为复杂,后期随着商业体结构的变化导致网络覆盖目标的调整,需要重新设计方案,甚至更换或者拆除无源器件和馈线,有可能造成新的协调问题。
表1为传统方案的材料清单,可知方案中所需的7/8馈线占比较大,布放时由于7/8馈线线径大、重量沉、硬度强,因此需要安装馈线卡、扎带等配件,尤其是沿墙壁或者线槽布放馈线时,弯曲难度大,施工难度大,而且二次利用难,影响商铺外观极易造成业主阻挠导致无法进场施工。
5.3 新型MDAS室外覆盖
采用MDAS系统进行覆盖此场景时,可以将接入单元MAU放置在机房接入或者耦合主设备信号后通过光纤与覆盖区的扩展单元MEU相连,扩展单元MEU通过光纤或者超五类线与覆盖单元MRU相连。覆盖单元MRU采用室外一体化(内置天线)设备,内外结合“错位式”布放。在施工中将其固定在楼体外墙,用于实现对本楼及对面楼宇的覆盖,最终天线输出功率约为-6dBm左右。
MDAS方案不需指标较差的无源器件和馈线布放,也不需进行繁琐复杂的链路预算,设计简单,安装难度小,便于协调,不影响商铺外观;可以在短时间内快速建网,并且根据网络建成后的流量指标可以一次性部署MIMO性能。
6 MDAS系统总结及应用价值
6.1 MDAS系统总结
(1)支持2G/3G/4G多网融合以及宽带共网传输和WLAN的接入,支持MIMO。
(2)以光纤和超五类线作为传输介质适应智能楼宇综合布线规范,隐蔽式设备规避由于居民对传统通信设备与天线的抵触,便于物业调,安装简捷。
(3)数字噪声抑制技术,最大支持256台MRU,“多天线”“小功率”的实际方案实现精准覆盖。
(4)端到端设计的设计理念,无需繁琐复杂的链路计算,系统后期优化调整方便快捷。
(5)MDAS采用全网监控可直接监控至末端,提高维护和优化效率。
MDAS与传统室内分布对比如表2所示。网络拓扑对比如图12所示。

6.2 MDAS应用价值
(1) 节约资源:主要传输线路为光纤、网线、减少馈线、器件;
(2) 节能:降低链路上的信号功率损耗,总功耗降低;
(3) 方便维护:多系统集中监控,便于实现节点控制;
(4) 减少弱覆盖区:实现深度覆盖,降低干扰,改善网络质量;
(5) 降低投资:多网共建,节能减排,提高投资收益比;
(6) 减少用户投诉:改善用户的通信质量,提升用户感知。
7 结束语
光纤分布系统方案,能够有效的解决室内和室外弱覆盖和盲区问题,尤其是深度覆盖不足的城中村、住宅楼、酒店/写字楼等场景方面的性能有明显提升。同时顺应了“光进铜出”,创建“智慧城市”的发展趋势。光纤分布系统支持MIMO技术,具备组网灵活、精准覆盖等特点,能够提升系统效率和信噪比,满足移动宽带业务需求,向用户提供高容量、高质量、节能环保的无线网络。与传统的室内分布系统相比,光线分布系统在设备能耗、运营维护等方面投入成本大大降低。由于MDAS部署简单,建网迅速,在传统室内分布不能覆盖的区域可以做为一种新形式的技术储备和手段。
参考文献
[1]徐志华,LTE室内分布系统建设的新思路——MDAS解决方案,移动通信,2014.10.
[2]彭玉琨,贾巧丽,LTE深度覆盖MDAS解决方案探讨, 无线互联科技 , 2016. 
[3]李媛,MDAS系统在LTE室内覆盖中的应用, 通信与信息技术 , 2016.
[4]沈雷明, TD-LTE关键技术与室内分布系统建设,电信快报, 2014. 
作者简介
朱智勇 通讯工程师   研究方向:数字分布系统(MDAS)深度覆盖方向
 
 
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