地铁场景LTE精品网络建设方案探讨
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技术论坛
地铁场景 ＬＴＥ 精品网络建设方案探讨
何 朋，刘 斌
中国联合网络通信有限公司石家庄市分公司，河北 石家庄 ０５００００
摘要：随着经济发展和城市规模扩大，地铁正在大中城市建设中悄然兴起并成为解决城市交通问题的最佳选 择。 适应移动互联网生态需求，打造一张精品卓越的地铁网络成为运营商业务竞争的重中之重。 文章围绕地 铁封闭性强、业务密度大、移动速度快的场景特性，探讨地铁 ＬＴＥ 网络设计、建设、优化思路，实现用户卓越感 知体验。 关键词：地铁；ＬＴＥ；精品网 中图分类号：ＴＮ９２９．５
隧道三部分，见图 １。 站厅由售票 ／ 检票、安全检查、 自动服务设备、乘客服务中心、派出所、办公区几部 分组成；站台 由 候 车 区、 卫 生 间 几 部 分 组 成； 隧 道 主 要由行车轨道组成。
图 １ 隧道内重叠带示意图
２．１．２ 地铁用户行为分析 站厅包含售票、检票、安检、乘务服务中心、派出
台里，维护方便。 Ｂ．长距离隧道：站台放置 ＢＢＵ，ＲＲＵ，同时新增隧
道接入 ＲＲＵ。 ２．３．３ 信号覆盖重叠区解决方案：
切换带设置的一个基本原则是使终端在切换带 内进行两次切换，即容许终端在第一次切换失败后 立即经行第二次切换尝试，见图 １。
过度区域 Ａ 是邻小区信号强度达到切换门限所 需要的距离，一般为 ４０ ｍ。 切换执行距离 Ｂ 是满足 Ａ３ 事件至切换完成所需要的距离，考虑两次切换需 求，则：
１ 概述
城市地铁具有封闭性强、业务密度大、移动速度 快的场景特性，其网络服务感知提升成为各运营商 综合能力和口碑宣传的重要参考。 本文主要探讨地 铁 ＬＴＥ 精品网创建思路，实现用户卓越感知体验，为 后续地铁场景深度覆盖建设提供参考。
２ 地铁网络覆盖方案
２．１ 地铁场景特点分析
２．１．１ 地铁场景功能区域划分 地铁场景 按 照 功 能 区 域 可 划 分 成 站 厅、 站 台 及
Ｂ ＝ ［ 切换测试距离（１２８ ｍｓ） ＋定时器（５００ ｍｓ） ＋ ２ 次 切 换 测 试 距 离 （ １２８ ｍｓ） ＋ ２ 次 切 换 执 行 距 离 （５０ ｍｓ） ］ ×车速
按隧道中地铁 ８０ ｋｍ ／ ｈ 车速考虑： Ｂ ＝ ２２．２２×０．８０６ ＝ １７．９ ｍ。 因此两次切换时，重叠覆盖区的距离 Ｄ 为 Ｄ ＝ ２×（ Ａ＋Ｂ）＝ １１５．８ ｍ。 因此隧道中的切换带应设置为 １２０ ～ １４０ ｍ。 ２．３．４ 切换区域方案 Ａ．地铁出入口切换方案 当用户从地铁内乘坐自动扶梯或走楼梯离开地 铁站时，信号呈逐渐衰减趋势，而地铁外的大网信号 却呈逐渐上升趋势。 针对上述特征，地铁出入口切 换策略如下： ａ） 由于地 铁 站 外 人 群 往 来 频 繁， 因 此 重 选 区 和 切换区不可设置在地铁站外； ｂ） 由于大 网 信 号 进 入 地 铁 站 后， 信 号 衰 减 过 于 严重， 因 此 也 不 可 将 重 选 区 ／ 切 换 区 设 置 在 站 厅 内部； ｃ） 重 选 区 ／ 切 换 区 设 置 在 自 动 扶 梯 或 楼 梯 附近。 Ｂ．地铁隧道洞口切换方案 当列车从隧道内经过隧道洞口进入地面区间 时，由于隧道泄漏电缆横截面覆盖的特性，将使隧道 内泄漏电缆信号迅速衰减，剧烈下降。 而隧道外大 网信号经隧道洞口的严重阻挡后在隧道内信号迅速 衰减，剧烈下降，形成明显的拐角效应。 针对上述特 征，地铁隧道洞口切换策略如下： ａ） 避免拐 角 效 应 发 生， 隧 道 出 口 处 设 置 宽 频 带 定向天线，将 隧 道 内 泄 漏 电 缆 信 号 延 伸 至 隧 道 洞 口 外，设置重选区 ／ 切换区在隧道外。
由于地铁空间限制、封 闭 性 高、流动 性 大 的 特 点，地铁网络覆盖通常采用多制式融合的方案，对于 地铁分布系统，合路共用的通信制式众多。 ３Ｇ 时代， 移动、联通和电信至少 ５ ～ ６ 套 ２Ｇ 或 ３Ｇ 系统共用地 铁分布系统。 ＬＴＥ 时代，地铁合路系统更是可能多 达 １０ 余套，通常采用 ＰＯＩ（ 多系统合路平台） 来实现 各系统之间的隔离、合路。
２．２ 覆盖方案描述
２．２．１ 地铁各功能区域总体建设方案： Ａ．隧道区间覆盖：隧道区间采用壁挂 ＲＲＵ＋ＰＯＩ＋
漏缆（ 上下行各一根） 的覆盖பைடு நூலகம்式。 Ｂ．站台、站 厅 覆 盖： 站 厅、 站 台 采 用 机 房 ＲＲＵ ＋
ＰＯＩ＋吸顶天线（ 上下行各一副） 的覆盖方式。 Ｃ．ＰＯＩ 的配置：每站点采用民用通信机房内 ＰＯＩ
２．３ 地铁各区域覆盖方案描述
２．３．１ 站厅、站台天馈部署方案 Ａ．地下车站站厅天馈部署 地下车站 站 厅 层 公 共 区 域、 设 备 层 及 出 入 口 均
可采用宽频全向吸顶天线进行覆盖，覆盖均匀，可确 保信号覆盖各个角落，同时要合理控制切换区域的 信号强度。
Ｂ．地下车站站台天馈部署： 站台利用两侧隧道内的泄漏电缆辐射信号进行 覆盖，站台层适当加装全向吸顶天线进行补充覆盖， 根据站台类型设计天线密度。 Ｃ．岛式站台天馈部署 岛式站台 是 铁 路 站 台 的 一 种 类 型， 为 路 轨 在 两 旁，站台被 夹 在 中 间 的 设 计， 方 便 用 户 线 路 内 换 乘。 岛式站台天线部署原则应遵循： ａ） 站台区 域 通 过 布 设 吸 顶 天 线 实 现 覆 盖， 上 下 行各一副天线，间隔 １．５ 米 ～ ２ 米； ｂ） 岛式站 台 的 列 车 停 靠 在 两 侧 的 路 轨 上， 可 以 敷设泄露电缆进行列车信号覆盖，列车开关门信号 波动不大； ｃ） 岛式站台能同时收到站台吸顶天线和轨道漏 缆信号覆盖，即使是在单通道合路方案下，也容易获 取双流增益； ｄ） 地铁全线建议配置 ＴＭ３ 自适应传输模式，充 分利用信号覆盖特征并提升系统性能。 Ｄ．侧式站台天馈部署 侧式站台， 是 指 路 轨 在 中 央 而 站 台 就 在 左 右 两 侧的设计。 侧式站台的列车轨道在中间且无墙体， 因此无法架设泄露电缆。 通常侧式站台的列车内信 号较差，列车开门信号将明显改善，列车关闭则信号 急剧下降［２］ 。 针对侧式 站 台， 主 要 采 用 适 当 加 大 站 台 覆 盖 吸 顶天线密度和天线入口功率，以保证穿透覆盖列车 的效果。 ２．３．２ 隧道覆盖方案 Ａ．短距离隧道：ＢＢＵ，ＲＲＵ 集中信集中部署在站
设备对各运营商信号进行合路，过长的隧道区间可 增加壁挂式多频合路器。
２０１９ 年第 ０７ 期 １１３
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Ｄ．ＰＯＩ 平台提供系统间隔离度：采用上行 ＰＯＩ 和 下行 ＰＯＩ 分别进行信源收发合路，并滤除各种不同 通信制式的频带间干扰成分。
Ｅ．信源设计：ＢＢＵ 适度集中放置，共享机房开关 电源、配电箱、列头柜、蓄电池组等配套设施，降低工 程投资，方便后期维护。
所及办公区，站厅以语音为主，但需要考虑冬夏季节
乘凉、取暖人群对数据流量的需求；站台主要包括候 车区、卫生间，此部分 区 域 用 户 行 为 以 数 据 流 量 为 主，整体语音话务量较低；隧道内部用户行为与站台 情况类似［１］ 。 ２．１．３ 地铁切换位置分析
切换是当通话中的移动用户从一个小区覆盖范 围移动到另一个小区覆盖范围时，网络信号自动地 转换处理过程。 地铁可能存在地铁口与室外覆盖切 换、地铁口与 站 厅 切 换、 站 厅 与 站 台 切 换、 站 台 与 隧 道切换、隧道内部切换。 ２．１．４ 地铁场景网络覆盖系统应用分析
地铁场景 ＬＴＥ 精品网络建设方案探讨
何 朋，刘 斌
中国联合网络通信有限公司石家庄市分公司，河北 石家庄 ０５００００
摘要：随着经济发展和城市规模扩大，地铁正在大中城市建设中悄然兴起并成为解决城市交通问题的最佳选 择。 适应移动互联网生态需求，打造一张精品卓越的地铁网络成为运营商业务竞争的重中之重。 文章围绕地 铁封闭性强、业务密度大、移动速度快的场景特性，探讨地铁 ＬＴＥ 网络设计、建设、优化思路，实现用户卓越感 知体验。 关键词：地铁；ＬＴＥ；精品网 中图分类号：ＴＮ９２９．５
隧道三部分，见图 １。 站厅由售票 ／ 检票、安全检查、 自动服务设备、乘客服务中心、派出所、办公区几部 分组成；站台 由 候 车 区、 卫 生 间 几 部 分 组 成； 隧 道 主 要由行车轨道组成。
图 １ 隧道内重叠带示意图
２．１．２ 地铁用户行为分析 站厅包含售票、检票、安检、乘务服务中心、派出
台里，维护方便。 Ｂ．长距离隧道：站台放置 ＢＢＵ，ＲＲＵ，同时新增隧
道接入 ＲＲＵ。 ２．３．３ 信号覆盖重叠区解决方案：
切换带设置的一个基本原则是使终端在切换带 内进行两次切换，即容许终端在第一次切换失败后 立即经行第二次切换尝试，见图 １。
过度区域 Ａ 是邻小区信号强度达到切换门限所 需要的距离，一般为 ４０ ｍ。 切换执行距离 Ｂ 是满足 Ａ３ 事件至切换完成所需要的距离，考虑两次切换需 求，则：
１ 概述
城市地铁具有封闭性强、业务密度大、移动速度 快的场景特性，其网络服务感知提升成为各运营商 综合能力和口碑宣传的重要参考。 本文主要探讨地 铁 ＬＴＥ 精品网创建思路，实现用户卓越感知体验，为 后续地铁场景深度覆盖建设提供参考。
２ 地铁网络覆盖方案
２．１ 地铁场景特点分析
２．１．１ 地铁场景功能区域划分 地铁场景 按 照 功 能 区 域 可 划 分 成 站 厅、 站 台 及
Ｂ ＝ ［ 切换测试距离（１２８ ｍｓ） ＋定时器（５００ ｍｓ） ＋ ２ 次 切 换 测 试 距 离 （ １２８ ｍｓ） ＋ ２ 次 切 换 执 行 距 离 （５０ ｍｓ） ］ ×车速
按隧道中地铁 ８０ ｋｍ ／ ｈ 车速考虑： Ｂ ＝ ２２．２２×０．８０６ ＝ １７．９ ｍ。 因此两次切换时，重叠覆盖区的距离 Ｄ 为 Ｄ ＝ ２×（ Ａ＋Ｂ）＝ １１５．８ ｍ。 因此隧道中的切换带应设置为 １２０ ～ １４０ ｍ。 ２．３．４ 切换区域方案 Ａ．地铁出入口切换方案 当用户从地铁内乘坐自动扶梯或走楼梯离开地 铁站时，信号呈逐渐衰减趋势，而地铁外的大网信号 却呈逐渐上升趋势。 针对上述特征，地铁出入口切 换策略如下： ａ） 由于地 铁 站 外 人 群 往 来 频 繁， 因 此 重 选 区 和 切换区不可设置在地铁站外； ｂ） 由于大 网 信 号 进 入 地 铁 站 后， 信 号 衰 减 过 于 严重， 因 此 也 不 可 将 重 选 区 ／ 切 换 区 设 置 在 站 厅 内部； ｃ） 重 选 区 ／ 切 换 区 设 置 在 自 动 扶 梯 或 楼 梯 附近。 Ｂ．地铁隧道洞口切换方案 当列车从隧道内经过隧道洞口进入地面区间 时，由于隧道泄漏电缆横截面覆盖的特性，将使隧道 内泄漏电缆信号迅速衰减，剧烈下降。 而隧道外大 网信号经隧道洞口的严重阻挡后在隧道内信号迅速 衰减，剧烈下降，形成明显的拐角效应。 针对上述特 征，地铁隧道洞口切换策略如下： ａ） 避免拐 角 效 应 发 生， 隧 道 出 口 处 设 置 宽 频 带 定向天线，将 隧 道 内 泄 漏 电 缆 信 号 延 伸 至 隧 道 洞 口 外，设置重选区 ／ 切换区在隧道外。
由于地铁空间限制、封 闭 性 高、流动 性 大 的 特 点，地铁网络覆盖通常采用多制式融合的方案，对于 地铁分布系统，合路共用的通信制式众多。 ３Ｇ 时代， 移动、联通和电信至少 ５ ～ ６ 套 ２Ｇ 或 ３Ｇ 系统共用地 铁分布系统。 ＬＴＥ 时代，地铁合路系统更是可能多 达 １０ 余套，通常采用 ＰＯＩ（ 多系统合路平台） 来实现 各系统之间的隔离、合路。
２．２ 覆盖方案描述
２．２．１ 地铁各功能区域总体建设方案： Ａ．隧道区间覆盖：隧道区间采用壁挂 ＲＲＵ＋ＰＯＩ＋
漏缆（ 上下行各一根） 的覆盖பைடு நூலகம்式。 Ｂ．站台、站 厅 覆 盖： 站 厅、 站 台 采 用 机 房 ＲＲＵ ＋
ＰＯＩ＋吸顶天线（ 上下行各一副） 的覆盖方式。 Ｃ．ＰＯＩ 的配置：每站点采用民用通信机房内 ＰＯＩ
２．３ 地铁各区域覆盖方案描述
２．３．１ 站厅、站台天馈部署方案 Ａ．地下车站站厅天馈部署 地下车站 站 厅 层 公 共 区 域、 设 备 层 及 出 入 口 均
可采用宽频全向吸顶天线进行覆盖，覆盖均匀，可确 保信号覆盖各个角落，同时要合理控制切换区域的 信号强度。
Ｂ．地下车站站台天馈部署： 站台利用两侧隧道内的泄漏电缆辐射信号进行 覆盖，站台层适当加装全向吸顶天线进行补充覆盖， 根据站台类型设计天线密度。 Ｃ．岛式站台天馈部署 岛式站台 是 铁 路 站 台 的 一 种 类 型， 为 路 轨 在 两 旁，站台被 夹 在 中 间 的 设 计， 方 便 用 户 线 路 内 换 乘。 岛式站台天线部署原则应遵循： ａ） 站台区 域 通 过 布 设 吸 顶 天 线 实 现 覆 盖， 上 下 行各一副天线，间隔 １．５ 米 ～ ２ 米； ｂ） 岛式站 台 的 列 车 停 靠 在 两 侧 的 路 轨 上， 可 以 敷设泄露电缆进行列车信号覆盖，列车开关门信号 波动不大； ｃ） 岛式站台能同时收到站台吸顶天线和轨道漏 缆信号覆盖，即使是在单通道合路方案下，也容易获 取双流增益； ｄ） 地铁全线建议配置 ＴＭ３ 自适应传输模式，充 分利用信号覆盖特征并提升系统性能。 Ｄ．侧式站台天馈部署 侧式站台， 是 指 路 轨 在 中 央 而 站 台 就 在 左 右 两 侧的设计。 侧式站台的列车轨道在中间且无墙体， 因此无法架设泄露电缆。 通常侧式站台的列车内信 号较差，列车开门信号将明显改善，列车关闭则信号 急剧下降［２］ 。 针对侧式 站 台， 主 要 采 用 适 当 加 大 站 台 覆 盖 吸 顶天线密度和天线入口功率，以保证穿透覆盖列车 的效果。 ２．３．２ 隧道覆盖方案 Ａ．短距离隧道：ＢＢＵ，ＲＲＵ 集中信集中部署在站
设备对各运营商信号进行合路，过长的隧道区间可 增加壁挂式多频合路器。
２０１９ 年第 ０７ 期 １１３
技术论坛
Ｄ．ＰＯＩ 平台提供系统间隔离度：采用上行 ＰＯＩ 和 下行 ＰＯＩ 分别进行信源收发合路，并滤除各种不同 通信制式的频带间干扰成分。
Ｅ．信源设计：ＢＢＵ 适度集中放置，共享机房开关 电源、配电箱、列头柜、蓄电池组等配套设施，降低工 程投资，方便后期维护。
所及办公区，站厅以语音为主，但需要考虑冬夏季节
乘凉、取暖人群对数据流量的需求；站台主要包括候 车区、卫生间，此部分 区 域 用 户 行 为 以 数 据 流 量 为 主，整体语音话务量较低；隧道内部用户行为与站台 情况类似［１］ 。 ２．１．３ 地铁切换位置分析
切换是当通话中的移动用户从一个小区覆盖范 围移动到另一个小区覆盖范围时，网络信号自动地 转换处理过程。 地铁可能存在地铁口与室外覆盖切 换、地铁口与 站 厅 切 换、 站 厅 与 站 台 切 换、 站 台 与 隧 道切换、隧道内部切换。 ２．１．４ 地铁场景网络覆盖系统应用分析