隧道覆蓋解決方案研究-wenkub
2023-06-16 01:57:11 本頁面
【正文】 隧道、并且存在傳輸資源等情況下可以考慮使用微基站。采用無線直放站覆蓋具有以下優(yōu)點：成本低、無需傳輸、無需機房或只需簡單的機房、建設(shè)速度快、可充分利用遠處基站的富裕容量。 工程可實施性由于隧道環(huán)境的特殊性，在隧道內(nèi)的工程施工難度更大，因此在勘察設(shè)計過程中，必須對隧道的基本情況進行仔細的勘察，從而確定可能的工程實施方案。下圖為某鐵路測試過程中發(fā)現(xiàn)的由于重疊覆蓋距離不足導(dǎo)致的弱覆蓋實例。隧道覆蓋方案研究報告5圖 列車進入隧道填充測試結(jié)果由上圖可以看出，在列車進入隧道后，信號強度迅速下降，在列車車頭未到達測試點前，天線點與測試點之間形成寬窄不同的兩部分波導(dǎo)（阻抗不同），測試點信號較弱，有一定的波動；在列車車頭超過測試點后，天線點與測試點之間形成窄波導(dǎo)，信號較之前有所提升，但仍不能達到無列車進入前的信號強度。圖 列車隧道填充測試示意圖（1）在隧道口安裝 GSM 信號源、兩付發(fā)射天線（分別覆蓋隧道內(nèi)外），信號源設(shè)置為 900M 頻段的 18 號頻點，發(fā)射功率 30dBm。但在過了 100 米以后，兩者的差別就較小。因此對于每段隧道的解決方案可能都會有所區(qū)別，必須根據(jù)實際情況來選定覆蓋解決方案。不管是哪種隧道，都存在長短不一的狀況。每種隧道有著不同的特點，一般來說公路隧道一般比較寬敞，在隧道里面的覆蓋狀況在有車通過時與沒有車通過時差別不大。 (3) 低話務(wù)量——在隧道內(nèi)，都是快速移動的車輛、火車、汽車和少量的人員，基本沒有固定的用戶，所以在隧道內(nèi)產(chǎn)生的話務(wù)量比較低，隧道覆蓋以解決覆蓋為主，兼顧用戶容量。因此，加強隧道覆蓋將是實現(xiàn)整條鐵路、公路、地鐵連續(xù)覆蓋，各運營商提高用戶滿意度，建設(shè)精品網(wǎng)絡(luò)的一個重要而有效的手段。截止到2022 年，僅鐵路隧道就達 7000 多座，總長度超過 4000 公里，均占世界第一。同時，大大小小的公路隧道、地鐵隧道等更是不計其數(shù)。2. 隧道覆蓋特點隧道不同于室外場景以及一般的室內(nèi)場景，其無線覆蓋主要有以下特點： (1) 強屏蔽性—— 因為一般的隧道都是在山體進行開鑿?fù)瓿傻?，地鐵也是在地面下進行建設(shè)的，對空間的信號都有近 40dB 以上的衰減。 (4) 對網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)影響大—— 進入隧道后的用戶易產(chǎn)生掉話、接入失敗等問題，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)。車輛通過時，隧道內(nèi)剩余空間較大，可以根據(jù)實際情況選擇尺寸大一些的天線，以獲取較高的增益，使得覆蓋范圍更大。短的隧道只有幾百米，而長的隧道有十幾公里。2. 隧道無線傳播特性 隧道無線傳播的波導(dǎo)效應(yīng)無線電波在隧道中傳播時具有隧道效應(yīng)，信號傳播是墻壁反射與直射的結(jié)果，直射為主要分量。實驗證明上述傳播模型適于隧道覆蓋預(yù)測。設(shè)備的連接和擺放如下圖所示。對于隧道的填充效應(yīng)，在鐵路、地鐵隧道覆蓋中需要考慮，在公路隧道中，由于隧道截面遠遠大于車體截面，因此可以不考慮。隧道覆蓋方案研究報告6圖 重疊覆蓋區(qū)域不足導(dǎo)致弱覆蓋實例在隧道外小區(qū)信號在隧道內(nèi)不能提供足夠的重疊覆蓋區(qū)域時，可以通過增加向外的覆蓋天線，將隧道內(nèi)的小區(qū)信號少量引出覆蓋隧道外，從而達到重疊覆蓋的目的?？辈斓膬?nèi)容需要包括：(1) 隧道結(jié)構(gòu)：金屬結(jié)構(gòu)還是混凝土結(jié)構(gòu)(2) 隧道孔尺寸(3) AC/DC 是否可用，如何引入(4) 隧道入口處的信號電平大小(5) 隧道內(nèi)部已有信號電平大小(6) 隧道是否冬季需要除冰三. 隧道覆蓋總體解決方案1. 信號源選擇隧道覆蓋所采用的信號源主要是直放站和微蜂窩基站，有時候也會用到宏蜂窩基站，要根據(jù)安裝條件、傳輸情況、現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、覆蓋要求及容量要求進行隧道覆蓋方案研究報告7信號源的選擇。當(dāng)然引入直放站覆蓋有限，同時影響施主基站，使網(wǎng)絡(luò)管理難度增加，有可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量下降，造成掉話等結(jié)果。 宏蜂窩宏蜂窩基站在隧道覆蓋中一般不考慮，因為宏蜂窩基站的成本很高、需要有機房、傳輸?shù)?，對于一般的隧道覆蓋其性價比較低，只有話務(wù)量比較高的地鐵才可能使用。同軸電纜的饋線衰減較小，天線增益的選擇主要取決于安裝條件，在條件許可的情況下，可選用增益相對較高的天線，來提高覆蓋范圍。那么最大傳輸距離估算值入下表：表 天線覆蓋隧道距離估算表項目 數(shù)值 單位發(fā)射機功率 dBm器件損耗 dB設(shè)備天線增益 dBi頻率 使用頻率 MHz填充因子損耗 dB損耗衰落余量 dB終端 接收要求 dBm鏈路參數(shù) 允許路損 dB結(jié)論 最大距離 米由此可見，工程中若要獲得較大的覆蓋距離，就需要選擇更高功率的信號發(fā)射機，以及高增益的天線。具體位置見下圖：隧道覆蓋方案研究報告9 測 試 位 置 列 車 前 進 方 向 火 車 頭 模 擬 測 試 模 型 圖 測試模型示意圖列車乘客滿座，本節(jié)車廂過道中約有 10 人站立。隧道覆蓋方案研究報告10 泄漏電纜這種方法的優(yōu)點為，可減小信號陰影和遮擋，在復(fù)雜的隧道中采用泄漏電纜，信號波動范圍減少，與其它天線系統(tǒng)相比，隧道內(nèi)信號覆蓋均勻，可對多種服務(wù)同時提供覆蓋，泄漏電纜本質(zhì)上是寬帶系統(tǒng)，多種不同的無線系統(tǒng)可以共享同一泄漏電纜，考慮到在隧道中經(jīng)常使用某些無線系統(tǒng)（尋呼系統(tǒng)、告警系統(tǒng)、廣播等），采用共享一條泄漏電纜的方法，可省去架設(shè)多個天線的工程。泄漏電纜實際上是一種能提供穩(wěn)定場強覆蓋分布式天線系統(tǒng)。假定使用 900MHz 頻率，13/8 英寸直徑泄
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