隧道覆蓋解決方案研究-在線瀏覽
2025-07-19 01:57本頁面
【正文】 蓋解決方案?；?ITU－R 建議，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對傳播模型進(jìn)行了修正，得出一套適用于工程應(yīng)用的簡化的隧道傳播模型，用來進(jìn)行隧道覆蓋估算。但在過了 100 米以后，兩者的差別就較小。 列車進(jìn)入隧道導(dǎo)致的填充效應(yīng)列車進(jìn)入隧道時(shí)對于隧道的填充，使得隧道成為兩個(gè)空間不同（阻抗不同）的波導(dǎo)，這期間使得信號(hào)迅速下降，降幅在 20～40db 之間，有些文章稱之為填充損耗。圖 列車隧道填充測試示意圖（1）在隧道口安裝 GSM 信號(hào)源、兩付發(fā)射天線（分別覆蓋隧道內(nèi)外），信號(hào)源設(shè)置為 900M 頻段的 18 號(hào)頻點(diǎn)，發(fā)射功率 30dBm。隧道覆蓋方案研究報(bào)告4圖 設(shè)備的連接和擺放示意圖(2) 兩部測試終端分別位于 100 米和 250 米的隧道躲避洞內(nèi)，分別檢測記錄列車進(jìn)入隧道前后的信號(hào)變化；(3) 掃頻測試記錄儀在列車上掃頻測量記錄列車上的信號(hào)變化。隧道覆蓋方案研究報(bào)告5圖 列車進(jìn)入隧道填充測試結(jié)果由上圖可以看出，在列車進(jìn)入隧道后，信號(hào)強(qiáng)度迅速下降，在列車車頭未到達(dá)測試點(diǎn)前，天線點(diǎn)與測試點(diǎn)之間形成寬窄不同的兩部分波導(dǎo)（阻抗不同），測試點(diǎn)信號(hào)較弱，有一定的波動(dòng)；在列車車頭超過測試點(diǎn)后，天線點(diǎn)與測試點(diǎn)之間形成窄波導(dǎo)，信號(hào)較之前有所提升，但仍不能達(dá)到無列車進(jìn)入前的信號(hào)強(qiáng)度。3. 隧道覆蓋關(guān)鍵問題分析在隧道覆蓋中，除了考慮隧道內(nèi)部的覆蓋問題外，必須考慮終端移動(dòng)性帶來的切換和重選，以及隧道內(nèi)用戶帶來的容量需求。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(shí)例。單向重疊覆蓋距離 d=max(切換時(shí)間，重選時(shí)間)*最大速度。 工程可實(shí)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(jì)過程中，必須對隧道的基本情況進(jìn)行仔細(xì)的勘察，從而確定可能的工程實(shí)施方案。 直放站隧道覆蓋解決方案中容量一般不成為制約的因素，所以對隧道的覆蓋使用直放站會(huì)比較多。采用無線直放站覆蓋具有以下優(yōu)點(diǎn)：成本低、無需傳輸、無需機(jī)房或只需簡單的機(jī)房、建設(shè)速度快、可充分利用遠(yuǎn)處基站的富裕容量。但是從總體上看，直放站是隧道覆蓋一個(gè)比較好的選擇。但是微基站能夠提供額外的容量、同時(shí)輸出功率也比較高，能夠覆蓋更遠(yuǎn)一些，并且能夠提供比較高的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，所以在覆蓋、容量要求比較高的隧道、并且存在傳輸資源等情況下可以考慮使用微基站。在實(shí)際情況下，需要根據(jù)建站條件、等綜合考慮選擇哪一種信號(hào)源進(jìn)行覆蓋。2. 分布方式及天饋系統(tǒng)選擇 同軸饋電分布式天線這種覆蓋方案的設(shè)計(jì)比較靈活、價(jià)格相對低、安裝較方便。該方案的簡化版就是采用單根天線對隧道進(jìn)行覆蓋，對于較短的隧道來說，這種方案是一種低成本解決方案。假定使用 900MHz 頻率，單信號(hào)源輸入 30dBm，使用 12dBi 增益的八木天線，終端接受要求94dBm。以下隧道測試情況是一個(gè)案例，隧道長度為 300 米，采用單天線單側(cè)進(jìn)行覆蓋。測試者在隧道內(nèi)乘車行駛，列車時(shí)速為 80km/h，測試者在火車車廂內(nèi)從信號(hào)覆蓋的角度看最不利的位置進(jìn)行測試。測試工具：GPS 一部，TEMS 手機(jī)一部，手提電腦一臺(tái)，秒表一個(gè)。 A 10m 60m 70m 列 BC D 70m 圖 測試點(diǎn)示意圖不同發(fā)射功率及測試點(diǎn)的測試結(jié)果如下：表 測試結(jié)果 A B C D5dBm 81 dBm 91 dBm 101 dBm /10dBm 77 dBm 85 dBm 95 dBm 100 dBm20dBm 69 dBm 79 dBm 84 dBm 93 dBm30dBm 58 dBm 67 dBm 78 dBm 87 dBm模擬測試結(jié)論：在隧道基本筆直且為單軌鐵路的情況下，隧道內(nèi)單側(cè)安裝 1 副定向天線，在保證85dBm 的邊緣場強(qiáng)的情況下：天線輸入功率為 30dBm，則至少可保證覆蓋鐵路隧道 300 米；天線輸入功率為 20dBm，則至少可保證覆蓋鐵路隧道 230 米；天線輸入功率為 10dBm，則至少可保證覆蓋鐵路隧道 170 米；天線輸入功率為 5dBm，則至少可保證覆蓋鐵路隧道 100 米。缺點(diǎn)是成本相對較高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。圖 泄漏電纜分布式示意圖目前隧道中都傾向使用泄漏電纜來覆蓋以獲得較好的無線電平覆蓋，特別這個(gè)覆蓋方式基本不受隧道內(nèi)填充因子的影響。在隧道覆蓋中一般采用較大直徑的泄漏電纜，以減少沿電纜傳輸?shù)男盘?hào)衰減。一般工程應(yīng)用中，計(jì)算泄漏電纜路徑損耗的公式為：Lpathloss=LfeedD+Lcoupling+Lthough其中： Lpathloss為路徑損耗，單位 dBLfeed為饋纜損耗，單位 dB/米Lcoupling為耦合損耗，單位 dBLthough為車體穿透損耗，單位 dBD 為泄漏電纜長度，單位米而對于饋纜的耦合損耗，有如下經(jīng)驗(yàn)公式：Lcoupling=Coupling(a,pr)+10log(d/2)其中：Coupling 為饋纜在指定條件下的耦合因子a 為測試距離，單位米pr 為測試面積覆蓋概率d 為輻射距離，單位米隧道覆蓋方案研究報(bào)告11由以上公式可以推導(dǎo)出泄漏電纜最大覆蓋距離公式：D= (LpathlossCoupling(a,pr)10log(d/2) Lthough)/ Lfeed因此，我們假設(shè)一些工程中常用的條件，以便估算泄漏電纜在隧道內(nèi)的覆蓋距離。那么最大傳輸距離
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