隧道公网覆盖解决方案

5 泄漏电缆 8
H1
光缆
远 端 机
PS9
远 端 机
1 泄漏电缆 缆 I1
光缆
5 8
5 泄漏电缆 8 光缆
J1 OPS5
远 端 机
1 泄漏电缆 缆 K1
5 8
1 泄漏电缆 L1 缆
光缆
5 8
OPS3
中继端
OPS4
机房9 RS5
机房10 缆 RS6
机房12 RS8
缆 RP1
远 端 机
PS15
功 放
北段
2400m
-100 -95
13
12 17
60W
20W 20W
43
43
33
33
10
10
-90
-85
33
33
-116
-116
-100
-95
16
21
10W
10W
隧道覆盖技术要素 上行链路计算 • 当基站带多台大功率直放站时,由于噪声 叠加,会造成上行链路失效(信噪比低于接 收机灵敏度 • 如果要带多台(2台以上)60W的以上的主 机时,需采用具有噪声抑制功能的GRRU 设备.
测试位置 火车头
列车前进方向
3） 、列车乘客满座，本节车厢过道中约有 10 人站立。
铁路隧道覆盖方案 天线覆盖方式
测试工具：GPS 一部，TEMS 手机一部，手提电脑一台，秒表一个。 测试方法：用 GPS 测试火车速度，秒表计时，将时间换算成距离。 TEMS 手机测接收场强; 测试数据：
100m A 50m B 40m C 60m D
隧道覆盖技术要素
1. 2. 3. 4. 5. 6.
隧道覆盖信源的选取 上下行链路平衡 进出隧道口的切换考虑 GSM的时延窗口 时间色散的考虑 系统升级的考虑
隧道覆盖技术要素 隧道覆盖信源的选取 • 对于独立的短隧道：
可以采用无线直放站进行覆盖
• 对于连续隧道群：
采用同一专用信源（仅用来覆盖隧道）， 利用光纤拉远进行覆盖，并将隧道与隧道 之间的区域纳入隧道覆盖中，避免切换
信噪比 (dB) 主机
43 43 43
43 43 43
10 4 4
-90 -90 -85
33 33 33
-106 -110 -110
-100 -100 -95
6 10 15
60W 60W 60W
43
43 43
43
37 37
2
10 10
-90
-90 -85
33
33 33
-113
-112 -112
-100
解决隧道口的进出切换
铁路隧道覆盖方案 影响隧道覆盖效果的环境因素 隧道类型：
单洞双轨、双洞单轨、单洞单轨
隧道长度：
隧道的长度影响信源选取、覆盖方式等
短距离隧道 中长距离隧道 隧道长度<200米 200米<隧道长度<2000米
长距离隧道
隧道长度>2000米
铁路隧道覆盖方案 影响隧道覆盖效果的环境因素
隧道覆盖技术要素 GSM时间色散的考虑
• 基站与光纤拉远间的时间色散
L<（(14.8*10-6- t直)*3*105-1.5d)/2.1 假设基站与光纤拉远之间的光纤路由为直线距离，即 d=0,则不产生时间色散的最大距离L为1.8公里。 假设基站与光纤拉远之间的光纤路由绕行长度为1公里， 即d=1,则不产生时间色散的最大距离L为1.1公里。
隧道覆盖技术要素 GSM时间色散的考虑 • GSM手机接收机的均衡器最大能均衡4bit， 当接收到不同路径的同一信号时间差大于 4Bit时（即4*3.7=14.8us），且两个路径的 信号强度相差<12dB时，均衡器无法识别， 将造成质差掉话现象，这种现象称之为时 间色散现象 • 时间色散可能产生在基站与光纤拉远的重 叠覆盖区、光纤拉远设备间的重叠覆盖区
光纤拉远2 L4
信源基站
隧道覆盖技术要素 系统升级的考虑
• 适应未来铁路列车的发展
在功率预算方面有一定余量
• 适应于未来3G网络的升级
手机 L1 L L2
信源基站
射频拉远单元
隧道覆盖技术要素 GSM时间色散的考虑
• 光纤拉远与光纤拉远间的时间色散
│T1-T2│= │tL2 -tL1+（tL4- tL3）│>14.8us 时，会产 生时间色散现象 采用具有时延自动调整功能的设备可以完全消除时 间色散
L2 A
L1
光纤拉远1
手机 L3
列车行驶方向
测试点 发射功率
A -81 dBm -77 dBm -69 dBm -58 dBm
B -91 dBm -85 dBm -79 dBm -67 dBm
C -101 dBm -95 dBm -84 dBm -77 dBm
D / -100 dBm -93 dBm -86 dBm
5dBm 10dBm 20dBm 30dBm
隧道覆盖技术要素 隧道口切换的考虑
切换时长为5秒， 重叠覆盖区域场强 高于-90 dBm的列 车运行时间需大于 10秒，列车运行设 计时速为250km/h， 场强 则场强重叠区长度 为： S=V×T=(250000/3 600) ×10＝694 m -90dBm
）
甲小区
乙小区
非切换区
本小区 甲小区
铁路隧道覆盖解决方案
京信通信系统（中国）有限公司
二○○七年十一月
内容提纲
1
铁路隧道覆盖现状 铁路隧道覆盖方案 隧道覆盖技术要素 采用GRRU覆盖隧道 技术以外的因素 工程案例
2
3 4 5 6
铁路隧道覆盖现状 我国铁路现状
全国铁路营业里程达到7.7万公里 , 2006年，全 国铁路完成旅客发送量125656万人； 2007年4月18日，铁道部进行了第六次大提速，
铁路隧道覆盖方案 漏缆方式与天线覆盖方式比较
• 采用漏缆方式覆盖均匀，不会出现信号突然衰落；采 用天线方式信号波动较大，不便于开启手机功控； • 采用漏缆方式，每台主机的覆盖距离长（1400米）， 有源设备相对较少；采用天线方式，每台主机的覆盖 距离较短（500米），有源设备相对较多 • 采用漏缆方式，便于后期网络升级（3G） • 漏缆价格较贵，采用漏缆方式，投资较天线方式大 • 漏缆比天线方式工程施工难度相对要大
列车时速二百公里级的线路延展里程达到6003公里，
部分区段达到时速250公里； 我国铁路旅客列车向着快捷、舒适的方向发展；
铁路隧道覆盖现状 隧道覆盖的意义
为高速铁路提供民用通信保证,新的业务增长点
满足群体客户需求:铁路提速使得铁路旅客的结
构发生变化，用户对网络的要求不断提高； 对语音业务要求：连续通话及通话质量 对数据业务的要求：随时随地接入Internet 隧道作为铁路的组成部分，直接影响到铁路覆
• 对于长距离隧道
采用专用信源，利用光纤拉远进行覆盖
隧道覆盖技术要素 上行链路计算
• 直放站到达基站的总噪声电平：
每台光纤直放站远端到达基站的噪声 Nrep＇=Nt+ Nf +Gup+La_up = -121+ Gup +5-(Pc-Pin) =-116+( Gup –Gdn) +( Pout –Pc) N台直放站主机到达基站的总噪声 = -116+ (Gup –Gdn) + (Pout –Pc) +10lgN
隧道覆盖技术要素 上行链路计算 • 手机到达基站的上行信号电平：
=手机最大发射功率-（基站发射功率-手机 下行接收边缘场强）
• 到达基站的信号信噪比
=手机到达基站的上行信号电平-到达基站上 行噪声电平
隧道覆盖技术要素 上行链路计算
基站输 出功率 (Pc) 直放站下行 输出功率 (Pout) 直放 站的 数量 (N) 覆盖边 缘场强 要求 (dBm) 手机最 大发射 功率 到达基 站的总 噪声 到达基站 的信号强 度 （dBm）
铁路隧道覆盖方案 天线覆盖方式
测试结论
1） 、在隧道基本笔直且为单轨铁路的情况下，隧道内安装 1 副定向天线，在保 证-85dBm 的边缘场强的情况下： 天线输入功率为 30dBm，则至少可保证覆盖铁路隧道 250 米； 天线输入功率为 20dBm，则至少可保证覆盖铁路隧道 190 米； 天线输入功率为 10dBm，则至少可保证覆盖铁路隧道 150 米； 天线输入功率为 5dBm，则至少可保证覆盖铁路隧道 100 米； 2） 、推论分析结果：若隧道为双轨铁路，当两列车同时对开时，则在隧道一侧 安装天线，未装天线的一侧列车的信号覆盖会有一定影响。
•
•
铁路隧道覆盖方案 天线覆盖方式
测试目的：依据铁路隧道覆盖的实验数据，建立铁路隧道的覆盖模型。 测试条件：1） 、车体为庞巴迪列车 2） 在隧道口安装一副定向天线 、 （型号： ODP-090/V09-NW） 分 4 次测试， ， 发射功率分别为 5 dBm、10dBm、20dBm、30dBm。 2） 、测试者在隧道内乘车行驶，列车时速为 80km/h，测试者在火车车厢内 从信号覆盖的角度看最不利的位置进行测试。具体位置见下图：
5
1 8 泄漏电缆 I2 缆
5
1 8 泄漏电缆 J2 缆
5
1 8 泄漏电缆 K2 缆
5
1 8 泄漏电缆 L2 缆
5
1 8 泄漏电缆 M2 缆
5
南
下
行
车
道
大 瑶 山 隧 道 北 段 北
1
PS8
中继端
上
1
PS10
远 端 机
行
PS11 光缆 OPS6 缆 机房11 RS7
车
PS12
远 端 机
道
M1 PS14 1 5 泄漏电缆 8 PS13 缆 RS9 机房13
南段
功 放
机房14 RP2
RS4 1100 m 1200m 1200m 1200m 1200m
铁路隧道覆盖方案 漏缆覆盖方式的下行链路计算
• • • • • • • • • 漏缆输入端注入功率：Pin 要求覆盖边缘场强：P 漏缆耦合损耗：L1 ，漏缆指标 人体衰落：L2，(5dB) 宽度因子：L3=20lg(d/2)，d为手机距离漏缆的距离 衰减余量：L4, (3dB) 车体损耗：L5,与车体有关 每米馈线损耗：S，漏缆指标 漏缆的覆盖距离（米）= (Pin – (P+L1+L2+L3+L4+L5))/S
10
－
－
10
铁路隧道覆盖方案 影响隧道覆盖效果的环境因素
列车运行速度：
列车运行速度直接影响小区间wenku.baidu.com切换时间，对隧
道口与室外大站的重叠覆盖区间的大小
单位：公里/小时
列车类型 普通列车 特快列车
最快时速 120 160
平均时速 80 120
动车组
250
160
铁路隧道覆盖方案 漏缆覆盖方式
1 8 泄漏电缆 H2 缆
盖的指标，覆盖势在必行
铁路隧道覆盖现状 铁路隧道覆盖开展情况
2004年，广东移动完成京九铁路河源段
2004年，广东移动完成广梅汕铁路梅州段
2005年，广东移动完成京广线大遥山隧道群覆 盖工程 2007年，浙江移动完成浙赣线义乌段隧道覆盖 ……
铁路隧道覆盖方案
铁路隧道覆盖要解决的问题
隧道内的盲区覆盖
铁路隧道覆盖方案 漏缆指标对覆盖的影响
漏缆关健指标：耦合损耗（50%/90%）、每百米 馈线衰耗、信号稳定性。 漏缆指标主要与开孔方式、工艺等因素有关 泄露电缆的性能，直接影响覆盖效果 泄露电缆的性能直接关系到有源设备的使用数 量。
铁路隧道覆盖方案 漏缆指标对比
漏缆厂 漏缆型 频率(MHZ) 家 号 衰减(dB/km) 亨鑫 13/8 耦合损失 (50%/90%) 衰减(dB/km) RFS 13/8 耦合损失 (50%/90%) 900 27 75/84 22.6 60/63 1800 44 77/86 42 62/67 2200 51 77/86 78 60/65
铁路隧道覆盖方案 漏缆覆盖方式的下行链路计算
漏缆衰落损耗计 算.xls
铁路隧道覆盖方案 漏缆覆盖方式的建议 • • 选用性能指标较好的漏缆是关健 要考虑铁路旅客列车升级，可以参照 庞巴迪列车进行设计 每台主机（输出34dBm) 覆盖不超过 1400米。（-90dBm的边缘场强） 对于单洞双轨的隧道，考虑到投资， 可采用单边布缆进行覆盖，列车在隧 道内交会时有一定影响。
切换区
非切换区
相邻小区 乙小区
10s(694m) 250 km/h
(a)
(c)
(b)
隧道覆盖技术要素 隧道口切换的考虑
在隧道口顶 部安装天线； 采用高增益 天线； 保证足够的 天线口功率 （30dBm)。
隧道覆盖技术要素 GSM时延窗口的考虑 • 根据GSM网络时隙保护要求，每个基站 最远覆盖距离为35Km。由于信号在光纤 传输中存在时延，加一光纤拉远设备的 时延，光纤最大拉远距离不超过18 Km
车体类型：
不同车体对无线信号的穿透损耗相同，当前我国
主要有普通列车、CRH1（庞巴迪）、CRH2等车体
车型 T型列车 K型列车 庞巴迪列车 普通车厢 （dB） 12 13 24 卧铺车厢 （dB） － 14 播音室中间过 道（dB） 16 16 － 综合考虑的 衰减值 12 14 24
CRH2列车