隧道覆盖解决方案研究

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1、隧道覆盖方案研究报告目录一.概述11.隧道覆盖现状12.隧道覆盖特点13.本文主要工作1二.隧道覆盖特性及分析21.隧道类型22.隧道无线传播特性22.1隧道无线传播的波导效应22.2列车进入隧道导致的填充效应33.隧道覆盖关键问题分析53.1移动性问题53.2工程可实施性6三.隧道覆盖总体解决方案61.信号源选择61.1直放站71.2微基站71.3宏蜂窝72.分布方式及天馈系统选择72.1同轴馈电分布式天线72.2泄漏电缆102.1光纤馈电有源分布式天线122.2各种分布方式对比133.不同隧道具体解决方案143.1短隧道覆盖解决方案143.2中等长度隧道覆盖解决方案143.3长隧道

2、覆盖解决方案16四.总结及建议17I隧道覆盖方案研究报告一.概述1.隧道覆盖现状我国是多山地和丘陵的国家，随着国民经济的高速发展，我国的铁路交通、公路交通、地铁建设事业取得了前所未有的发展，隧道的数量与日俱增。截止到2007年，仅铁路隧道就达7000多座，总长度超过4000公里，均占世界第一。同时，大大小小的公路隧道、地铁隧道等更是不计其数。大量隧道的建设对移动通信网络覆盖带来了严峻的挑战。由于隧道的强电磁屏蔽的特点，无线电波很难对隧道进行有效覆盖，铁路、公路沿线存在大量的隧道盲区，用户进入隧道内部基本不能正常通话，影响了用户对网络的信任感和依赖感。因此，加强隧道覆盖将是实现整条铁路、

3、公路、地铁连续覆盖，各运营商提高用户满意度，建设精品网络的一个重要而有效的手段。2.隧道覆盖特点隧道不同于室外场景以及一般的室内场景，其无线覆盖主要有以下特点：(1)强屏蔽性——因为一般的隧道都是在山体进行开凿完成的，地铁也是在地面下进行建设的，对空间的信号都有近40dB以上的衰减。一般室外基站的信号传播到隧道基本都不能满足通话要求。(2)填充效用明显——填充效用是指当火车经过时，基本填满隧道切面空间，使得信号在隧道内的传播受到很大阻碍的现象，铁路隧道填充效应明显，公路隧道填充效用相对较弱。(3)低话务量——在隧道内，都是快速移动的车辆、火车、汽车和少量的人员，基本没有固定的用户，所以

4、在隧道内产生的话务量比较低，隧道覆盖以解决覆盖为主，兼顾用户容量。(4)对网络指标影响大——进入隧道后的用户易产生掉话、接入失败等问题，严重影响网络指标。3.本文主要工作本文主要研究以下问题：(1)概括我国隧道覆盖的现状和覆盖特点；(2)结合测试数据，研究隧道的无线传播特性，提出解决隧道覆盖的关键问题；(3)针对不同信号源、分布方式、隧道类型，研究隧道覆盖的总体解决方案；(4)对未来隧道覆盖问题提出建议。18隧道覆盖方案研究报告一.隧道覆盖特性及分析1.隧道类型隧道覆盖主要分为铁路隧道、公路隧道、地铁隧道等多种。每种隧道有着不同的特点，一般来说公路隧道一般比较宽敞，在隧道里面的覆盖状况

5、在有车通过时与没有车通过时差别不大。车辆通过时，隧道内剩余空间较大，可以根据实际情况选择尺寸大一些的天线，以获取较高的增益，使得覆盖范围更大。而铁路隧道一般来说要狭窄一些，特别是当火车经过时，被火车填充后所剩余的空间很小，火车对隧道的填充对信号传播会有较大的影响。并且天线系统的安装空间有限，这样天线的尺寸和增益也必然会受到很大的限制。不管是哪种隧道，都存在长短不一的状况。短的隧道只有几百米，而长的隧道有十几公里。在解决短隧道的覆盖时，可采用较多灵便经济的手段，如在隧道口附近用普通的天线往隧道里进行覆盖等。而这些手段可能在解决长隧道覆盖时不起作用，对于长隧道的覆盖必须采取另外一些手段。因

6、此对于每段隧道的解决方案可能都会有所区别，必须根据实际情况来选定覆盖解决方案。2.隧道无线传播特性2.1隧道无线传播的波导效应无线电波在隧道中传播时具有隧道效应，信号传播是墙壁反射与直射的结果，直射为主要分量。基于ITU－R建议，根据试验数据对传播模型进行了修正，得出一套适用于工程应用的简化的隧道传播模型，用来进行隧道覆盖估算。该传播模型为：Lpathloss=20logF+30logD-28其中：Lpathloss为路径损耗，单位dBF为中心频率，单位MHzD为传播距离，单位米下图为上述模型的预测值和在深圳梧桐山隧道的实测值对比图：18隧道覆盖方案研究报告图1.1.1隧道传播预测值与

7、实测值对比图从上图可以看出，实测和预测仅在隧道口损耗相差较大，这是因为实验中天线放在距隧道口约40米处，而模型计算时，是考虑将天线放在隧道口，因此在隧道口两种情况的路径损耗相差较大。但在过了100米以后，两者的差别就较小。实验证明上述传播模型适于隧道覆盖预测。1.2列车进入隧道导致的填充效应列车进入隧道时对于隧道的填充，使得隧道成为两个空间不同（阻抗不同）的波导，这期间使得信号迅速下降，降幅在20～40db之间，有些文章称之为填充损耗。为了得到