上海国动网络通信有限公司200041
摘 要：本文主要讲述智慧城市魔方在解决通信基站与环境、人类共存中产生冲突的作用，并可以集成多种系统在上面，同时起到深度覆盖的作用，并针对上海市某大型购物广场在使用智慧城市魔方后所带来的各种好处并分析、了解、得出智慧城市魔方在公共场信号覆盖中起到的重要性。
关键词：智慧城市魔方、深度覆盖、系统集成、业务多样化
1、引言
目前三大运营商从早期的2G低频段重点支持语音的基站建设，到现在的3G、4G、5G高频段重点保障数据的基站建设，从2G的大功率宏站单个基站可以覆盖10-20公里的基站建设，到现在的小功率高频的5G宏站单个基站只能覆盖1-3公里左右，从而使基站的建设量是越来越多。但因地理环境、业主担心辐射等各种因素造成宏站信号无法穿透进去，从而使许多商务楼宇、小区、工业园区等存在信号盲区，造成大批量用户对运营商的信号投诉，这种投诉不但降低了运营商的品牌价值，也严重影响了用户的无线生活感知度。同时运营商内部的考核重心也从早期的建站指标转变为用户投诉率、MR覆盖率等通信网络质量上面，所以深度覆盖就为解决这种问题的关键，而深度覆盖的关键就在于基站的美化性与通用性，“智慧城市魔方”就自然的应运而生了。
2、“智慧城市魔方”使用特点
“智慧城市魔方”是一种智能的美化塔，其特点如下：
2.1“智慧城市魔方”-艺术级设计
“智慧城市魔方”由意大利顶级设计师设计，可旋转三棱柱模块组合结构，可以像搭积木一样定制高度，外观和智能功能；以地标方式深度融入现代化城市，彻底摆脱原有基础设施的冰冷、死板和与现代化城市的格格不入。
2.2“智慧城市魔方”-兼容性高
“智慧城市魔方”的顶层模块可安装从无线设备（小站、迷你宏站、WiFi ）、天线到物联网传感器、监控等多种网络基础设备。小站支持结构采用聚碳酸酯材料，抗紫外线、弱酸、，油脂、油、水、划痕和冲击，几乎无损传输射频信号。采用开门设计，支持设备的快速安装和维护。1.1M高模块支持单运营商小站，2.3M高模块支持多运营商小站部署。
3.3、“智慧城市魔方”-扩展性强
“智慧城市魔方”像一个百变金刚，被誉为是智慧城市的窗口，上面还可以集成多种智能功能，包括智能照明、时钟、消防预警、环境监控、停车缴费、充电桩、休息座椅等。这些智能设施可以结合IoT和智慧城市等主题，延展出丰富的增值场景，带给人们无与伦比的智能化和数字化交互体验，如图一所示。
2.4“智慧城市魔方”--多样化业务
“智慧城市魔方”不光提供基础网络建设需求，同时可以加装液晶屏，广告牌等设备， 与广告媒体一起打造新的广告商业模式。建设在寸土寸金的城市核心区域，广告位的商业价值不言而喻。
2.5“智慧城市魔方”–政务信息平台
“智慧城市魔方”可以在发生重大事件、突发事件广播时，可第一时间将通知同步放送到全部“智慧城市魔方”的媒体平台上，同时可以配合喇叭进行图像和声音双重播放，确保周边群众及时获得信息，减小损失。
3、“智慧城市魔方”的“智慧”功能
“智慧城市魔方”除了自身特点之外，还具备其“智慧”功能。其中包括：显示功能、灯箱灯带、摄像头、时钟、环境监控、手机充电模块。
3.1“智慧”功能-显示功能
3.2“智慧”功能--灯箱灯带
IP67防护等级；
灯带RGB色彩，灯箱为白色；
可通过蓝牙、wifi以及4G网络用手机APP控制：定时开关、调节亮度、变换颜色
配置原则：
灯带每个模块上下两层数量为2，总数为模块数量*2（如有灯箱，不需要配置灯带）灯箱只适用于小站模块；1.1米小站模块数量选1；2.3米小站模块数量选2。
3.3“智慧”功能--摄像头
最大图像尺寸：2560 ×1440；
帧率 50Hz 25fps；
ICR红外滤片式日夜转换、3D数字降噪、支持背光补偿；
P67防护等级，工作温度 -30~60摄氏度；
重量500g；
支持接口：以太网口；
辅助配件：视频播放机及硬盘；
可以通过手机APP和网页对摄像头进行实时监控和控制；
配置原则：安装于模块的三角形顶点上，数量 1-3。
3.4“智慧”功能--时钟、环境监控
温度测量范围-40~85度
湿度测量范围0~100RH
选配：声光报警、短信报警、以太网通信、无线通信、记录存储
可根据需要增加PM2.5、PM10、噪音等传感器
配置原则：一般安装于1.1米金属模块上，数量1-3。
3.5“智慧”功能--手机充电模块
魔方可设置USB充电器，可供用户给手机或其他便携设备充电使用。
仅供室内型魔方使用。
带充电协议检测功能，可自动识别各种协议，从而更安全的为手机等数 码设备分配电流；采用微芯片逻辑处理设计，能提供持续稳定的5VDC电源，内置有过压、过载（短路）、过流及过温保护功能。
配置原则：安装在每个模块的1个面上，数量1-3（每个面有3个充电面板，9个充电口；数量选3时共有27个充电口）。
4、“智慧城市魔方”在某大型商圈覆盖案例分析
4.1项目介绍
某大型商圈总建筑面积32万平方米，由高层的办公楼与多层的商场两部分组成。办公区由5栋25层楼宇组成，而商业地块与办公区域在地面通过遮阳走道和地下1、2层的整体联通而形成一个整体。而从城市发展的规划与公共安全的考虑，进入广场的入口分别设在两条路的交汇处、以及另外两条路的交汇处，在商圈的中心位置建设一个下沉式广场，成为整个商圈的中心轴，各个广场之间通过步行街相连。整个商业群内部通过建筑间围合以及柱廊、连廊等手段形成若干个性质不同的内庭院，并通过建筑之间若即若离的联系，创造了丰富的内部空间。在这种场景情况下，室外宏站信号完全无法穿透四周的楼宇，造成商圈内部信号都在-110dBm左右，存在脱网、掉话现场。结构图如图二：
通过前期对某大型商圈的信号测试如图十四、表二所示，可以了解到整个商圈区域内电信信号场强平均值都在-108dbm左右，RM覆盖率为29.76%。整个商圈都属于弱覆盖，而通过与商圈物业的调查，整个商圈60%区域都属于脱网状态，其余商户小业主都存在大规范信号投诉。
4.3方案设计
商圈四周都为高层，而中心位置都是多层的商业楼宇，所以外围的宏站信号无法穿透这些高层与多层商业楼宇。而高层楼宇，楼间距约为50～60 m，楼高15～25层，容积率较高，人员居住密度大，业务需求旺盛。针对这两种楼宇结构情况，在方案设计时进行了充分的考虑，具体如下：
（1）商圈外围有部分区域为停车场、休息区、吸烟区等，同时为了考虑外围物业需要投放许多的广告，根据现场的情况与物业的需求，在商圈外围使用8米的“魔方”，此“魔方”可以集成：广告、汽车充电、手机充电、多媒体互动等功能。
（2）商圈内部广场区域为休息区、游客指导区，在这种情况下，在内部广场使用6米“魔方”，此“魔方”可以集成：广告、手机充电、多媒体互动等功能。
（3）商圈内部地下室区域为商业区、导购区、休息区，同时层高为5米左右，所以考虑到这种情况，地下室区域使用4米“魔方”，此“魔方”可以集成：广告、手机充电、多媒体互动等功能。
4.4项目施工
针对这种商圈信号覆盖施工，会存在很多风险。商场营业时间不能施工，商场内都是易损坏的商品与铺面，当晚施工必须完成当晚的计划，同时清空施工现场。所以在商圈内施工必须要考虑施工时间段、施工进度、施工质量。
施工时间段：施工时间必须在每天的22：30-次日凌晨7：30进行施工。
施工进度：施工工期必须要缩短，安排多队施工人员同时分区域施工，避免施工人员过多而造成对商场内部店铺的损坏，如图四。
施工质量：商圈内的施工对于施工质量方面尤其重要，因质量方面的原因会出现许多安全事故，所以每天施工过程中完成都会安排安全员与质量员随时跟随，发现质量与安全问题可以在第一时间内处理掉，因而避免出现各种安全隐患。
信号测试数据表：
4.7总体效果
大型商圈因地理位置原因，室外宏站无法覆盖，所以必须采用深度覆盖将信号做到商圈内，同时为了避免商圈内业主对于手机信号辐射的恐惧，同时不破坏建筑整体结构使基站与环境能融为一体，故采用“智慧城市魔方”来进行深度覆盖。本次共增加6台3DMIMO-RRU设备，三台安装在室外，采用室外伪装箱进行伪装，室内安装三台。开通前小区内信号场强（RSRP）平均值为-108.43dbm、 信噪比（SINR）平均值为3.22db，RM覆盖率为29.76%，开通后信号场强（RSRP）提升至平均值为-74.21dbm如图八 、信噪比（SINR）提升至平均值为19.44db，RM覆盖率为99.98% 。测试对比商圈道路与商场内部信号覆盖改善非常显著如表三，从而使用户享受了流畅清晰的通信服务同时提升了无线信号的感知度。
5、结束语
目前三大运营商对4G建设布局已基本完成，而5G已成国家的战略方向三大运营商为了响应国家的号召，同时为了能抢站优秀的通信服务至高点，5G建设已成为现在的最新方向，但因5G使用的频段为高频，造成5G信号空间传播损耗高、空间传播距离近、信号穿透性差，而以原2G\3G\4G基站为基础站点建设的5G站点完全不能满足城市的覆盖要求，而重新大批量的进行5G宏站建设也违背了和谐城市建设的理念，所以现在网络建设方向已经变成环保、节能、深度覆盖等方向，而“智慧城市魔方”则能满足大型购物商圈、会展中心、体育场地、机场、火车站等公共区域较大场所信号覆盖的同时，还能集成多种系统如：广告、手机充电、信息发布、多媒体互动等多种方式。所以在这种情况下，“智慧城市魔方”必然会成为通信运营商在重大场所进行信号覆盖而选择的建设方式。
论文作者:赵雍
论文发表刊物:《城镇建设》2019年12期
论文发表时间:2019/8/26
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