【正文】 MA、CDMA2000系統(tǒng)為軟切換，GSM系統(tǒng)為硬切換，TDSCDMA系統(tǒng)為接力切換，LTE系統(tǒng)為硬切換。 CDMA的切換切換就是移動(dòng)臺(tái)處于連接狀態(tài)時(shí)，改變連接的過(guò)程，而軟切換就是在新的連接完成前不中斷原連接。 決定CDMA 系統(tǒng)切換時(shí)延主要包括測(cè)量周期、遲滯時(shí)間和切換執(zhí)行時(shí)間，綜合考慮CDMA總的切換時(shí)間為1~3s。 地鐵覆蓋中，切換主要發(fā)生在如下三種情況，一、列車在隧道中運(yùn)行時(shí)的切換；二、列車進(jìn)出隧道的切換（本期工程考慮站臺(tái)和隧道共小區(qū)信源的覆蓋方式，因此可避免此類切換）；三、行人出入地鐵站及換乘站切換。下面對(duì)可能發(fā)生的兩種場(chǎng)景的切換予以詳細(xì)分析。 1）列車在隧道中運(yùn)行時(shí)的切換 隧道內(nèi)的電磁環(huán)境相對(duì)比較純凈，且在隧道內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度變化非常有規(guī)律，既列車運(yùn)行在甲、乙站區(qū)間時(shí)，從甲站——乙站，甲站的信號(hào)越來(lái)越弱，乙站的信號(hào)越來(lái)越強(qiáng)。因此，滿足電平衰落和切換時(shí)延的要求很高，即甲站和乙站的重疊覆蓋區(qū)滿足電平衰落和切換時(shí)延的要求。 由于CDMA的切換時(shí)延約為1~3s，而切換帶一般處于隧道中間，處于該位置時(shí)，地鐵列車的車速比較高，根據(jù)地鐵目前峰值車速80km/h 計(jì)算，切換時(shí)延將形成22 ~66m的切換距離。隧道內(nèi)兩個(gè)小區(qū)間理論上至少設(shè)置66m的切換帶。如下圖所示： 切換時(shí)間和電平變化關(guān)系 地鐵隧道方案設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)目標(biāo)值為RX= 85dBm，Ec/Io= 12dB。理論上為滿足切換是RX=85dBm,兩個(gè)小區(qū)的相鄰的重疊覆蓋區(qū)=66m。這樣就能保證RX= 85dBm時(shí)就能完成切換。 2）行人出入地鐵站及換乘站切換 當(dāng)行人在出入地鐵站廳或換乘站廳、站臺(tái)時(shí)，由于自動(dòng)扶梯運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生瑞利衰落、以及人群擁擠而產(chǎn)生的信號(hào)衰落，而使信號(hào)強(qiáng)度銳減，造成信號(hào)重疊區(qū)域（切換區(qū)）不夠，易造成用戶通話中斷，因此移動(dòng)終端在進(jìn)出地鐵站同樣有信號(hào)切換問(wèn)題。移動(dòng)終端出入地鐵站的過(guò)程，位置坐標(biāo)及站廳信號(hào)與室外信號(hào)電平變化如下圖所示： 說(shuō)明：參考能量分布圖，分析地鐵車站出入口切換情況，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)保證地鐵車站出入口覆蓋信號(hào)不應(yīng)外溢，并確保地鐵內(nèi)分布式覆蓋系統(tǒng)與地面蜂窩小區(qū)之間的順利切換。 分析如下： 假設(shè)地鐵站出入口人的正常行走速度為35公里/小時(shí)，人走動(dòng)的速度為3米/秒（快跑狀態(tài)），則人走過(guò)出入口的切換時(shí)間為：3秒，切換區(qū)域長(zhǎng)：3秒3米/秒＝9米。 設(shè)計(jì)時(shí)只要確保行人出、入地鐵站時(shí)，切換信號(hào)電平在85dBm以上，即可保證乘客經(jīng)過(guò)車站出、入口平穩(wěn)切換。 行人出入換乘站的切換情況與此相似。 本方案根據(jù)車站出入口或換乘站廳、站臺(tái)進(jìn)出口的實(shí)際情況設(shè)計(jì)信號(hào)重疊區(qū)域，將天線安裝在距離切換交叉點(diǎn)10m左右，以保證切換時(shí)電平大于85dBm。 GSM的切換 移動(dòng)GSM和聯(lián)通GSM系統(tǒng)均為硬切換。 本系統(tǒng)主要有列車在隧道內(nèi)運(yùn)行的切換、列車進(jìn)、出隧道的切換分析（本期工程考慮站臺(tái)和隧道共小區(qū)信源的覆蓋方式，因此可避免此類切換）及行人進(jìn)出地鐵車站的切換，下面分別予以詳細(xì)闡述。 1）列車在隧道中運(yùn)行時(shí)的切換 由于隧道內(nèi)的電磁環(huán)境相對(duì)比較純凈，且在隧道內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度變化非常有規(guī)律，既列車運(yùn)行在甲、乙站區(qū)間時(shí)，從甲站——乙站，甲站的信號(hào)越來(lái)越弱，乙站的信號(hào)越來(lái)越強(qiáng)。因此，切換測(cè)量的計(jì)算速度和準(zhǔn)確性都很高，啟動(dòng)越區(qū)切換模測(cè)量的場(chǎng)強(qiáng)門(mén)限值可高一些，這就可以使越區(qū)切換測(cè)量計(jì)算可以早一些進(jìn)行。 這樣相鄰小區(qū)信號(hào)電平與本小區(qū)信號(hào)電平的差值可以小一些，就可以在相鄰小區(qū)信號(hào)質(zhì)量C2略好于本小區(qū)信號(hào)質(zhì)量C1時(shí)啟動(dòng)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行快速切換。另外本小區(qū)和相鄰小區(qū)的信號(hào)質(zhì)量C1和C2的測(cè)量計(jì)算時(shí)間可短一些，這可以使移動(dòng)臺(tái)盡快找到合適的相鄰小區(qū)并盡早進(jìn)行越區(qū)切換，避免掉話現(xiàn)象。參考國(guó)外隧道內(nèi)無(wú)線通信越區(qū)切換場(chǎng)強(qiáng)參數(shù)的選取和根據(jù)本工程項(xiàng)目文件的有關(guān)要求，滿足切換時(shí)間12秒的要求下選取下列隧道內(nèi)越區(qū)切換參數(shù)： 啟動(dòng)越區(qū)切換測(cè)量計(jì)算門(mén)限電平，高于移動(dòng)臺(tái)最低允許接收電平1015dB（取10dB） 本小區(qū)與相鄰小區(qū)信號(hào)質(zhì)量差值C2C1：510dB， 本小區(qū)與相鄰小區(qū)信號(hào)質(zhì)量計(jì)算總時(shí)間：512秒（取12秒） 根據(jù)有關(guān)要求切換區(qū)應(yīng)滿足12秒的最差要求，且在隧道內(nèi)的切換點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)要求：GSM、CDMA≥90dBm，考慮列車運(yùn)行設(shè)計(jì)時(shí)速為80km/h，則場(chǎng)強(qiáng)重疊區(qū)的最大值為：S=VT=(80100/3600)12＝266 m 在通常情況下，本小區(qū)與相鄰小區(qū)的信號(hào)在泄漏電纜中的傳輸損耗是相同的，因此它們的場(chǎng)強(qiáng)衰減特性曲線相對(duì)于它們的交點(diǎn)是對(duì)稱的，所以漏纜的切換損耗余量可由本小區(qū)與相鄰小區(qū)各負(fù)擔(dān)一半，即：266m1/2＝133 m 對(duì)應(yīng)于15/，133/1000=3dB，切換情況分析如圖所示： 圖中：a點(diǎn)移動(dòng)臺(tái)啟動(dòng)越區(qū)切換測(cè)量計(jì)算 b點(diǎn)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行快速越區(qū)切換 Vmin移動(dòng)臺(tái)最低允許接收電平 切換在a—b段進(jìn)行 如上圖所示，只要兩個(gè)小區(qū)信號(hào)重疊區(qū)大于等于266m即能保證切換時(shí)最低電平高于85dBm。 2）行人出入地鐵站及換乘站切換 當(dāng)行人在出入地鐵站廳或換乘站廳、站臺(tái)時(shí)，由于自動(dòng)扶梯運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生瑞利衰落、以及人群擁擠而產(chǎn)生的信號(hào)衰落，而使信號(hào)強(qiáng)度銳減，造成信號(hào)重疊區(qū)域（切換區(qū)）不夠，易造成用戶通話中斷，因此移動(dòng)終端在進(jìn)出地鐵站同樣有信號(hào)切換問(wèn)題。 移動(dòng)終端出入地鐵站的過(guò)程，位置坐標(biāo)及站廳信號(hào)與室外信號(hào)電平變化如下圖所示： 說(shuō)明：參考能量分布圖，分析地鐵車站出入口切換情況，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)保證地鐵車站出入口覆蓋信號(hào)不應(yīng)外溢，并確保地鐵內(nèi)分布式覆蓋系統(tǒng)與地面蜂窩小區(qū)之間的順利切換。 分析如下： 假設(shè)地鐵站出入口附近內(nèi)外場(chǎng)強(qiáng)相等后自動(dòng)扶梯運(yùn)行s＝6秒，考慮人的正常行走速度為35公里/小時(shí)，假設(shè)人走動(dòng)的速度為3米/秒（快跑狀態(tài)），則人走過(guò)出入口的切換時(shí)間為：12秒，切換區(qū)域長(zhǎng)：12秒3米/秒＝36米。 設(shè)計(jì)時(shí)只要確保行人出、入地鐵站時(shí)，切換信號(hào)電平在85dBm以上，即可保證乘客經(jīng)過(guò)車站出、入口平穩(wěn)切換。 行人出入換乘站的切換情況與此相似。 本方案根據(jù)車站出入口或換乘站廳、站臺(tái)進(jìn)出口的實(shí)際情況設(shè)計(jì)信號(hào)重疊區(qū)域，將天線安裝在距離切換交叉點(diǎn)20m左右，以保證切換時(shí)電平大于85dBm。 TDSCDMA的切換 決定TDSCDMA系統(tǒng)切換時(shí)延主要包括測(cè)量周期、遲滯時(shí)間和切換執(zhí)行時(shí)間。 根據(jù)規(guī)范3GPP ，TDSCDMA異頻測(cè)量周期是480ms，遲滯時(shí)間范圍是640ms~1280ms,切換執(zhí)行時(shí)間為：500ms~1000ms。~3s. 地鐵覆蓋中，切換主要發(fā)生在如下三種情況，一、列車在隧道中運(yùn)行時(shí)的切換；二、列車進(jìn)出隧道的切換（本期工程考慮站臺(tái)和隧道共小區(qū)信源的覆蓋方式，因此可避免此類切換）；三、行人出入地鐵站及換乘站切換。下面對(duì)可能發(fā)生的兩種場(chǎng)景的切換予以詳細(xì)分析。 1）列車在隧道中運(yùn)行時(shí)的切換 隧道內(nèi)的電磁環(huán)境相對(duì)比較純凈，且在隧道內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度變化非常有規(guī)律，既列車運(yùn)行在甲、乙站區(qū)間時(shí)，從甲站——乙站，甲站的信號(hào)越來(lái)越弱，乙站的信號(hào)越來(lái)越強(qiáng)。因此，滿足電平衰落和切換時(shí)延的要求很高，即甲站和乙站的重疊覆蓋區(qū)滿足電平衰落和切換時(shí)延的要求。 ~3s，而切換帶一般處于隧道中間，處于該位置時(shí)，地鐵列車的車速比較高，根據(jù)地鐵目前峰值車速80km/h 計(jì)算，切換時(shí)延將形成33 ~66m的切換距離。TDSCDMA系統(tǒng)中觸發(fā)異頻接力切換為2a 事件，門(mén)限一般設(shè)為3dB。以漏纜5dB/100m 損耗計(jì)，為形成3dB 電平落差需要60m。綜合切換時(shí)延及觸發(fā)切換條件兩種因素所需的切換帶距離要求，隧道內(nèi)兩個(gè)小區(qū)間理論上至少設(shè)置126m的切換帶。如下圖所示： 切換時(shí)間和電平變化關(guān)系 地鐵隧道方案設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)目標(biāo)值為PCCPCHRSCP= 85dBm； PCCPCHC/I= 3dB。理論上為滿足切換是PCCPCHRSCP=85dBm,兩個(gè)小區(qū)的相鄰的重疊覆蓋區(qū)=126m。實(shí)際上，信號(hào)變化存在快衰落，導(dǎo)致2a事件容易發(fā)生，為了保證切換的成功率，需要一定距離的切換電平余量，因而重疊覆蓋區(qū)需要增加，定為200m,這樣就能保證PCCPCHRSCD= 85dBm時(shí)就能完成切換。 2）行人出入地鐵站及換乘站切換 當(dāng)行人在出入地鐵站廳或換乘站廳、站臺(tái)時(shí)，由于自動(dòng)扶梯運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生瑞利衰落、以及人群擁擠而產(chǎn)生的信號(hào)衰落，而使信號(hào)強(qiáng)度銳減，造成信號(hào)重疊區(qū)域（切換區(qū)）不夠，易造成用戶通話中斷，因此移動(dòng)終端在進(jìn)出地鐵站時(shí)，同樣有信號(hào)切換問(wèn)題。 移動(dòng)終端出入地鐵站的過(guò)程，位置坐標(biāo)及站廳信號(hào)與室外信號(hào)電平變化如下圖所示： 說(shuō)明：參考能量分布圖，分析地鐵車站出入口切換情況，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)保證地鐵車站出入口覆蓋信號(hào)不應(yīng)外溢，并確保地鐵內(nèi)分布式覆蓋系統(tǒng)與地面蜂窩小區(qū)之間的順利切換。 分析如下： 假設(shè)地鐵站出入口附近內(nèi)外場(chǎng)強(qiáng)相等后自動(dòng)扶梯運(yùn)行s＝6秒，考慮人的正常行走速度為35公里/小時(shí)，假設(shè)人走動(dòng)的速度為3米/秒（快跑狀態(tài)），則人走過(guò)出入口的切換時(shí)間為：，切換區(qū)域長(zhǎng)：3米/秒＝。 設(shè)計(jì)時(shí)只要確保行人出、入地鐵站時(shí)，切換信號(hào)電平在85dBm以上，即可保證乘客經(jīng)過(guò)車站出、入口平穩(wěn)切換。 行人出入換乘站的切換情況與此相似。 本方案根據(jù)車站出入口或換乘站廳、站臺(tái)進(jìn)出口的實(shí)際情況設(shè)計(jì)信號(hào)重疊區(qū)域，將天線安裝在距離切換交叉點(diǎn)20m左右，以保證切換時(shí)電平大于85dBm。 WCDMA的切換 WCDMA系統(tǒng)的切換包括：硬切換和軟切換。 本方案主要關(guān)注WCDMA系統(tǒng)的軟切換。切換就是移動(dòng)臺(tái)處于連接狀態(tài)時(shí)，改變連接的過(guò)程，而軟切換就是在新的連接完成前不中斷原連接。 決定WCDMA 系統(tǒng)切換時(shí)延主要包括測(cè)量周期、遲滯時(shí)間和切換執(zhí)行時(shí)間。 根據(jù)規(guī)范3GPP ，WCDMA 同頻測(cè)量周期是200ms，遲滯時(shí)間為240ms～1280ms,切換執(zhí)行時(shí)間為600ms~800ms。 因此，WCDMA總的切換時(shí)間為1s~3s。 地鐵覆蓋中，切換主要發(fā)生在如下三種情況，一、列車在隧道中運(yùn)行時(shí)的切換；二、列車進(jìn)出隧道的切換（本期工程考慮站臺(tái)和隧道共小區(qū)信源的覆蓋方式，因此可避免此類切換）；三、行人出入地鐵站及換乘站切換。下面對(duì)可能發(fā)生的兩種場(chǎng)景的切換予以詳細(xì)分析。 1）列車在隧道中運(yùn)行時(shí)的切換 隧道內(nèi)的電磁環(huán)境相對(duì)比較純凈，且在隧道內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度變化非常有規(guī)律，既列車運(yùn)行在甲、乙站區(qū)間時(shí)，從甲站——乙站，甲站的信號(hào)越來(lái)越弱，乙站的信號(hào)越來(lái)越強(qiáng)。因此，滿足電平衰落和切換時(shí)延的要求很高，即甲站和乙站的重疊覆蓋區(qū)滿足電平衰落和切換時(shí)延的要求。 由于WCDMA的切換時(shí)延約為1~3s，而切換帶一般處于隧道中間，處于該位置時(shí)，地鐵列車的車速比較高，根據(jù)地鐵目前峰值車速80km/h 計(jì)算，切換時(shí)延將形成22 ~66m的切換距離。隧道內(nèi)兩個(gè)小區(qū)間理論上至少設(shè)置66m的切換帶。如下圖所示： 切換時(shí)間和電平變化關(guān)系 地鐵隧道方案設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)目標(biāo)值為CPICHRSCP= 85dBm；PCCPCHEc/Io= 12dB。理論上為滿足切換是CPICHRSCP=85dBm,兩個(gè)小區(qū)的相鄰的重疊覆蓋區(qū)=166m。這樣就能保證CPICHRSCP= 85dBm時(shí)就能完成切換。 2）行人出入地鐵站及換乘站切換 當(dāng)行人在出入地鐵站廳或換乘站廳、站臺(tái)時(shí)，由于自動(dòng)扶梯運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生瑞利衰落、以及人群擁擠而產(chǎn)生的信號(hào)衰落，而使信號(hào)強(qiáng)度銳減，造成信號(hào)重疊區(qū)域（切換區(qū)）不夠，易造成用戶通話中斷，因此移動(dòng)終端在進(jìn)出地鐵站同樣有信號(hào)切換問(wèn)題。移動(dòng)終端出入地鐵站的過(guò)程，位置坐標(biāo)及站廳信號(hào)與室外信號(hào)電平變化如下圖所示： 說(shuō)明：參考能量分布圖，分析地鐵車站出入口切換情況，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)保證地鐵車站出入口覆蓋信號(hào)不應(yīng)外溢，并確保地鐵內(nèi)分布式覆蓋系統(tǒng)與地面蜂窩小區(qū)之間的順利切換。 分析如下： 假設(shè)地鐵站出入口附近內(nèi)外場(chǎng)強(qiáng)相等后自動(dòng)扶梯運(yùn)行s＝6秒，考慮人的正常行走速度為35公里/小時(shí)，假設(shè)人走動(dòng)的速度為3米/秒（快跑狀態(tài)），則人走過(guò)出入口的切換時(shí)間為：，切換區(qū)域長(zhǎng)：3米/秒＝。 設(shè)計(jì)時(shí)只要確保行人出、入地鐵站時(shí)，切換信號(hào)電平在85dBm以上，即可保證乘客經(jīng)過(guò)車站出、入口平穩(wěn)切換。 行人出入換乘站的切換情況與此相似。 本方案根據(jù)車站出入口或換乘站廳、站臺(tái)進(jìn)出口的實(shí)際情況設(shè)計(jì)信號(hào)重疊區(qū)域，將天線安裝在距離切換交叉點(diǎn)20m左右，以保證切換時(shí)電平大于85dBm。 LTE的切換LTE網(wǎng)絡(luò)的切換均為硬切換。本系統(tǒng)主要有列車在隧道內(nèi)運(yùn)行的切換、列車進(jìn)、出隧道的切換分析（本期工程考慮站臺(tái)和隧道共小區(qū)信源的覆蓋方式，因此可避免此類切換）及行人進(jìn)出地鐵車站的切換，下面分別予以詳細(xì)闡述。 1）列車在隧道中運(yùn)行時(shí)的切換 隧道內(nèi)的電磁環(huán)境相對(duì)比較純凈，且在隧道內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度變化非常有規(guī)律，既列車運(yùn)行在甲、乙站區(qū)間時(shí)，從甲站——乙站，甲站的信號(hào)越來(lái)越弱，乙站的信號(hào)越來(lái)越強(qiáng)。因此，滿足電平衰落和切換時(shí)延的要求很高，即甲站和乙站的重疊覆蓋區(qū)滿足電平衰落和切換時(shí)延的要求。 根據(jù)3GPP的要求，在接入網(wǎng)層面，LTE的時(shí)延在用戶面應(yīng)達(dá)到5ms的水平（空載條件下，從用戶到RAN邊緣節(jié)點(diǎn)的單向時(shí)延），在控制面應(yīng)達(dá)到的100ms的水平（從空閑態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫B接態(tài)的單向時(shí)延），綜合考慮接入網(wǎng)及核心網(wǎng)兩個(gè)層面的單向延時(shí)約500ms，這里取1s的端到端總切換時(shí)延作為參考。保險(xiǎn)起見(jiàn)，再預(yù)留1s的切入判決時(shí)間和1s的切出判決時(shí)間，總體按3s的總時(shí)延作為參考，切換帶一般處于隧道中間，處于該位置時(shí)，地鐵列車的車速比較高，根據(jù)地鐵目前峰值車速80km/h 計(jì)算，隧道內(nèi)兩個(gè)小區(qū)間之間設(shè)置66m的切換帶。如下圖所示： 2）行人出入地鐵站及換乘站切換 當(dāng)行人在出入地鐵站廳或換乘站廳、站臺(tái)時(shí)，由于自動(dòng)扶梯運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生瑞利衰落、以及人群擁擠而產(chǎn)生的信號(hào)衰落，而使信號(hào)強(qiáng)度銳減，造成信號(hào)重疊區(qū)域（切換區(qū)）不夠，易造成用戶通話中斷，因此移動(dòng)終端在進(jìn)出地鐵站時(shí)，同樣有信號(hào)切換問(wèn)題。 移動(dòng)終端出入地鐵站的過(guò)程，位置坐標(biāo)及站廳信號(hào)與室外信號(hào)電平變化如下圖所示： 說(shuō)明：參考能量分布圖，分析地鐵車站出入口切換情況，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)保證地鐵車站出入口覆蓋信號(hào)不應(yīng)外溢，并確保地鐵內(nèi)分布式覆蓋系統(tǒng)與地面蜂窩小區(qū)之間的順利切換。 分析