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办理方案
隧道掩盖方案
隧道掩盖办理方案


I. 概述

对紧张的公路、铁路完成全线掩盖是运营商进步网络品牌的一个紧张关键,是进步综合竞争力的一个无力手腕。而现在大少数隧道都是掩盖盲区,因而必要联合交通线的掩盖设计来制定专门的隧道掩盖办理方案。

隧道掩盖次要分为铁路隧道、公路隧道、地铁隧道等多种。每种隧道有着差别的特点,一样平常来说公路隧道一样平常比力宽阔,在隧道内里的掩盖情况在有车经过时与没有车经过时差异不大。车辆经过时,隧道内剩余空间较大,可以依据实践状况选择尺寸大一些的天线,以获取较高的增益,使得掩盖范畴更大。而铁路隧道一样平常来说要局促一些,分外是当火车颠末时,被火车添补后所剩余的空间很小,火车对隧道的添补对信号传达会有较大的影响。而且天线体系的安置空间有限,如许天线的尺寸和增益也一定会遭到很大的限定。

不论是哪种隧道,都存在犬牙交错[quǎn yá jiāo cuò]的情况。短的隧道只要几百米,而长的隧道有十几公里。在办理短隧道的掩盖时,可接纳较多灵巧经济的手腕,如在隧道口左近用平凡的天线往隧道里举行掩盖等。而这些手腕大概在办理长隧道掩盖时不起作用,关于长隧道的掩盖必需接纳别的一些手腕。因而关于每段隧道的办理方案大概都市有所区别,必需依据实践状况来选定掩盖办理方案。

在举行隧道掩盖计划之前,一样平常必要晓得以下一些数据:隧道长度 、隧道宽度、隧道孔数(1或2)、必要的掩盖概率(50%,90%,95%,98%或99%)、隧道布局(金属布局照旧混凝土布局)、统共思索几多个载频、隧道中最小吸收电平(一样平常为-85dBm到-102dBm)、隧道孔的间距、AC/DC能否可用、墙壁上可否打孔、隧道入口处的信号电平巨细、隧道外部已有信号电平巨细等。

II. 隧道掩盖的信号源选择

为了提供隧道掩盖,一个GSM信号源与一套散布式体系是必需要的。隧道掩盖必要依据隧道左近的无线掩盖情况及传输、话务、现有网络设置装备摆设等状况来决议隧道掩盖所接纳的信号源:宏蜂窝基站、微蜂窝基站、直放站等。

关于铁路、公路隧道掩盖来说,由于此中的话务量小,宏蜂窝基站作为信号源较为罕用。但在都会地铁隧道中,人流量大,话务量也高,可以接纳容量较大的宏蜂窝基站,这种场所不但要掩盖站台,并且要掩盖铁路体系出口较大的地方。

利用宏蜂窝基站的好处是:可以提供更多的信道资源、扩容较为容易、单个基站掩盖才能强;缺陷是:必要用电缆从BTS设置装备摆设地点的机房引入信号掩盖隧道,增长了馈线消耗、必要较大的机房等配套设置装备摆设,总的投资用度高。 利用微蜂窝基站的好处是:所需设置装备摆设空间小、所需配套设置装备摆设少、总的投资用度低。

假如左近有信号源可以使用,则可接纳无线直放站来作为隧道掩盖的信号源。接纳直放站每每是网络拓展的第一步,在网络容量下去后再用GSM基站来交换。无线直放站有宽带直放站与选频直放站两种,接纳直放站作为信号源也有一些好处,如无需传输,综分解本低、可以将远处的话务带给檀越小区,使小区的信道使用率更高、安置速率快。但接纳射频直放站会使得网络办理庞大度增长,维护方便、在接纳选频直放站时,但檀越小区的频率产生变动后,直放站的频率也要举行调解,倒霉于整网计划与优化、檀越天线与重发天线必要有充足的断绝度,形成安置空间上有些难等缺陷。

除接纳无线直放站以外,也可以接纳光纤直放站作为信号源对隧道举行掩盖。

在实践工程之中,要依据要掩盖的隧道长度、隧道左近掩盖情况、基站散布、话务散布、建站条件等要素选择一种信号源,一样平常选用较多的是微蜂窝基站与直放站作为隧道掩盖的信号源。

III. 隧道掩盖天馈体系的选择

在选择好了GSM信号源当前,要依据实践状况来设置装备摆设差别的天馈体系来对隧道举行掩盖。通常有三种差别的设置装备摆设,即同轴馈电无源散布式天线、光纤馈电有源散布式天线、走漏电缆。

1、同轴馈电无源散布式天线

接纳同轴馈电无源散布式天线举行隧道掩盖是一种可选的方法,这种掩盖方案设计比力机动、代价绝对低、安置较利便。同轴电缆的馈管衰减较小,天线的增益的选择次要是取决于安置条件的限定,在条件允许时,可选用增益绝对高些的天线,掩盖范畴会更大。该方案的简化便是接纳单根天线对隧道举行掩盖,这种方案对较短的隧道是一种本钱最低的办理方案。

2、光纤馈电有源散布式天线体系

在某些庞大的隧道掩盖情况中,可以接纳光纤馈电有源散布式天线体系来替换同轴馈电无源散布式天线体系。它更实用于掩盖地下隧道(地铁隧道)及站台。接纳光纤馈电有源散布式天线体系的次要利益有:在室内安置的电缆数增加、可实用更细的电缆、接纳光缆可低落电磁搅扰、在庞大的网络中设计更机动。缺陷是本钱高。

3、泄漏电缆

接纳走漏电缆来举行隧道掩盖是一种最为常用的方法。利用走漏电缆的利益是:

1、可减小信号暗影及遮挡,在庞大的隧道中,若接纳散布式天线,手机与某个特定的天线之间大概会遭到遮挡招致掩盖欠好;

2、信号动摇范畴增加,接纳走漏电缆与接纳别的的天线体系相比,隧道内信号掩盖更匀称;

3、可对多种办事同时提供掩盖,走漏电缆实质上是一宽带体系,多种差别的无线体系可以共享统一走漏电缆,思索到在隧道中常常利用一些无线体系(如寻呼体系、告警体系、播送、挪动德律风),由于可共享一条走漏电缆,减小了架设多个天线体系时工程安置的庞大性。

走漏电缆掩盖设计是一种很成熟的技能,设计绝对复杂。因而本文不作重点剖析。

上面偏重剖析接纳平凡的无源天馈举行隧道掩盖的方案设计办法。

IV. 隧道的无线传达

无线电波在隧道中传达时具有隧道效应,信号传达是墙壁反射与直射的后果,直射为次要重量。华为公司基于ITU-R发起,依据实验数据对传达模子举行了修正,得出一复杂适用的隧道传达模子,用来举行隧道掩盖设计。该传达模子为:

Lpath = 20 lg f + 30 lg d 28 dB

此中:

f : 频率 (MHz)

d :间隔(米)

下图为上述模子的展望值和在深圳梧桐猴子路隧道的实测值比拟图:

图1:途径消耗比拟图

从上图可以看出,实测和展望仅在隧道口消耗相差较大,这是由于实行中天线放在距隧道口约40米处,而模子盘算时,是思索将天线放在隧道口,因而在隧道口两种状况的途径消耗相差较大。但在过了100米当前,两者的差异就较小。实行证明上述传达模子适于隧道掩盖展望。

I. 接纳同轴馈电无源散布式天线体系的隧道掩盖方案

依据隧道的是非差别,在隧道中安置差别数目的双向天线与缩小器,信号源接纳GSM小基站,输入功率为39dBm。同时假定必要的最小吸收信号电平为-85dBm(思索到肯定的车体穿透消耗裕量),再加上8dB以包管地位概率到达90%的程度。双向天线的增益为5dBi,等概率功分器、跳线消耗为2dB,馈管接纳7/8",每100米4dB的消耗。如下图所示:

图2:接纳散布式天线举行隧道掩盖方案

上面对此方案举行掩盖才能举行剖析。

起首,j9九游会假定天线发射出来的信号在隧道入口处电平为-85dBm,依据这个要求,j9九游会可以盘算出第一个天线到隧道口的间隔,如下式所示:

Pout - Lpath(d) - Lcable(d) - Ljumper + Gant = -85 dBm + 8dB90%_loc.Prob

此中:

Pout :输入功率 39dBm

Lpath(d):途径消耗

Lcable(d):馈管消耗

Ljumper :跳线消耗 2 x 2 dB

Gant :天线增益 5dBi

基于下面的假定条件,可以失掉:

Lpath(d) + Lcable(d) = 117 dB

将途径消耗与馈管消耗一同思索后,盘算得 d=301 米,d 是第一个天线在两个偏向的掩盖范畴。单根天线在两个偏向上掩盖间隔为602米。

假如功分器在第一个天线上利用了,那么应该加上3dB的消耗,则:

Lpath(d) + Lcable(d) = 114 dB

d = 261米

关于铁路隧道的使用情况下,由于火车的添补作用影响到信号传达,当天线安排在隧道两头时,思索5dB(履历值)的掩护裕量,在思索裕量后d=240米。即单根天线若放在隧道两头,可掩盖480米的间隔。

假如第二个天线利用了功分器,则在第一个天线与第二个天线之间的掩盖间隔会更短,除非利用缩小器。

思索第二个天线没有利用缩小器的状况:

从第一个分路器(在第一个天线处)出来的总的功率为:

Pout1 = Pout - Lcable(d) - Ljumper - Lsplitter = 39dBm - Lcable(261m) - 2dB - 3dB= 23.56 dBm(261米的馈管消耗为10.44dB。跳线消耗为2dB,功分器插损为3dB)

基于假定,两天线掩盖之间的交迭处电平为 85dBm,那么第二个天线间隔第一个天线为:

d2 = d + x

d = 261 meters (第一个天线的掩盖范畴)

x = 第二个天线双方向的掩盖范畴.

思索进第一个天线, 第二根天线的 x 间隔将可从上面得出:

Pout1- Lcable(261m) - Lcable(x) - Ljumper + Gant - Lpath(x) = -85 dBm + 8dB90%_loc.Prob

Lpath(x) + Lcable(x) = 108.56dB

从图表中可以失掉: x = 100 米

这意味着在不接纳缩小器的状况下,利用2根天线可以掩盖: 2*(261+100) = 722 米的隧道。

在多级级连后,由于同轴电缆的消耗招致发射功率较低,这时可接纳缩小器对信号举行缩小。盘算办法相似。

关于隧道不长的状况,可以接纳单根天线在隧道口处对隧道举行掩盖,这可以当作是接纳无源天馈散布体系的一种最简方法。如下图所示:

图3:接纳单根天线举行隧道掩盖方案

在这种方案中,信号源接纳华为小基站,用一根定向天线在隧道口朝隧道内里举行掩盖,天线可以接纳小尺寸的天线,增益假定为8dBi。掩盖情况可以剖析如下:

这种方案中,Pout : 39dBm(接纳华为小基站)

Lpath(d) : 传达消耗

Lcable(d) + Ljumper : 5dB

Gant :天线增益 8dBi

必要的吸收电平为 77dBm (-85dBm + 8dB 由于必要以90%的概率举行掩盖)

Lpath(d) = 39dBm - 5dB + 8dBi (-77dBm) = 119dB,

依据公式:

Lpath(d) = 20 log10 f + 30 log10 d - 28 dB,

d = 858m

以上的剖析办法顺应于比力宽阔的公路隧道,关于铁路隧道由于火车添补作用对信号传达的影响,可以思索10dB的裕量(履历值),盘算办法相反,失掉在铁路隧道中此种方案的掩盖间隔为:398米。

II.结论

经过以上的剖析可知,关于中等长度的隧道可以接纳单根天线举行掩盖。这是一种复杂经济的方案。在实践工程中,可依据隧道口的安置条件及隧道长度来选择符合增益的天线来对隧道举行掩盖。在安置条件允许时,可以选择高增益的天线。别的单根天线不敷于掩盖整个隧道时,可以接纳从隧道两端各用一个天线同时朝隧道掩盖的方法。一样平常来说隧道外部掩盖与隧道内部掩盖可以一同思索,用统一小区对隧道表里同时举行掩盖。

(转自华为技能之窗,版权归原作者一切。)