導(dǎo)語(yǔ)：高鐵隧道移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要:高鐵移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋是國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商的一個(gè)重點(diǎn)，而高鐵隧道內(nèi)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋更是運(yùn)營(yíng)商的一大難點(diǎn)。本文根據(jù)我國(guó)中部某高鐵線(xiàn)路覆蓋規(guī)劃實(shí)例，采用“設(shè)備+PoI+泄漏電纜”模式，即3家運(yùn)營(yíng)商信號(hào)源設(shè)備通過(guò)同一多系統(tǒng)接入平臺(tái)接入，信號(hào)輸出到泄漏電纜進(jìn)行隧道覆蓋，隧道口場(chǎng)坪站安裝寬頻切換天線(xiàn)對(duì)隧道外進(jìn)行延伸覆蓋，通過(guò)鏈路預(yù)算合理布置各運(yùn)營(yíng)商主設(shè)備信號(hào)源，從而實(shí)現(xiàn)隧道到室外的無(wú)縫覆蓋。最后，根據(jù)已有成熟網(wǎng)絡(luò)覆蓋解決方案，對(duì)未來(lái)5G高鐵隧道移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞:多運(yùn)營(yíng)商；高鐵隧道覆蓋；多系統(tǒng)接入平臺(tái)；泄漏電纜；鏈路預(yù)算；5G

截至2018年底，中國(guó)高鐵營(yíng)運(yùn)里程超過(guò)世界高鐵總里程的2/3，中國(guó)高鐵動(dòng)車(chē)組累計(jì)運(yùn)輸旅客突破90億人次，中國(guó)高鐵世界領(lǐng)先。高鐵已經(jīng)成為百姓日常出行必備的交通工具，伴隨著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，人們對(duì)于網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量要求越來(lái)越高，高鐵公共通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋成為各運(yùn)營(yíng)商提升品牌效應(yīng)，提高用戶(hù)黏合度的重要競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域。由于高鐵車(chē)廂材質(zhì)特殊、高速移動(dòng)、全封閉等特點(diǎn)，導(dǎo)致其移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋存在穿透損耗大、多普勒頻偏大、切換頻繁等諸多困難。隨著高鐵建設(shè)飛速發(fā)展，尤其是在我國(guó)中西部地區(qū)，山區(qū)地形中的高速鐵路具有大量隧道，網(wǎng)絡(luò)覆蓋難度進(jìn)一步加大。以我國(guó)中部某一鐵路為例，鐵路線(xiàn)路全長(zhǎng)265km，其中隧道67座，共約132.947km，隧道占比為50.17%。由于隧道占比較高，且均位于鐵路紅線(xiàn)內(nèi)，需要與鐵路部門(mén)進(jìn)行協(xié)調(diào)，建設(shè)難度大，因此隧道覆蓋成為高鐵移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

1高鐵隧道覆蓋總體原則

1.1隧道覆蓋設(shè)計(jì)原則。（1）隧道內(nèi)設(shè)計(jì)雙漏纜方式覆蓋，移動(dòng)為L(zhǎng)TEFDD1.8GHz和TD-LTE（F頻）系統(tǒng)，電信為CDMA800MHz和LTEFDD800MHz系統(tǒng)，聯(lián)通為WCDMA2.1GHz和LTEFDD2.1GHz系統(tǒng)，各需求系統(tǒng)信號(hào)源接入兩根漏纜。（2）基站采用BBU+RRU方式，BBU均設(shè)于鐵路紅線(xiàn)外，鐵路紅線(xiàn)內(nèi)僅設(shè)置RRU設(shè)備。（3）各通信系統(tǒng)多RRU設(shè)備應(yīng)盡量統(tǒng)籌規(guī)劃為一個(gè)小區(qū)，考慮到小區(qū)合并RRU數(shù)量限制，應(yīng)將小區(qū)切換控制在隧道內(nèi)，通過(guò)在隧道內(nèi)設(shè)置性能穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)泄漏同軸電纜進(jìn)行信號(hào)覆蓋，確保從正常的基站蜂窩邊界點(diǎn)到切換區(qū)域沒(méi)有信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)的突變。同時(shí)，通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置相應(yīng)參數(shù)和調(diào)整各隧道的覆蓋場(chǎng)強(qiáng)，可以使切換更加平滑，各系統(tǒng)切換需重疊區(qū)域如表1所示。1.2設(shè)備設(shè)置原則。（1）隧道設(shè)備設(shè)置原則：為了鐵路運(yùn)營(yíng)安全，根據(jù)鐵路部門(mén)要求，隧道內(nèi)運(yùn)營(yíng)商公網(wǎng)通信設(shè)備不得隨意安裝擺放，必須放置于其指定位置，故覆蓋需求設(shè)備均放置于鐵路部門(mén)指定綜合洞室中。（2）洞室設(shè)備點(diǎn)間隔：隧道內(nèi)高頻設(shè)備覆蓋距離一般在600～800m之間，低頻設(shè)備覆蓋距離在1500～2000m之間，考慮到鐵路隧道內(nèi)過(guò)軌資源缺乏且施工困難，工程中盡量在同側(cè)安裝信源設(shè)備和泄漏同軸電纜，因鐵路單側(cè)可用綜合洞室為500m一處，所以隧道內(nèi)的高頻通信系統(tǒng)信源設(shè)備考慮按500m間距設(shè)置，低頻通信系統(tǒng)信源設(shè)備按1000m間距設(shè)置。（3）場(chǎng)坪站設(shè)置原則：場(chǎng)坪站通常位于鐵路隧道出入口紅線(xiàn)柵欄外，是將隧道內(nèi)無(wú)線(xiàn)信號(hào)延伸至隧道外一定距離的無(wú)線(xiàn)站址，其主要功能是實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)外無(wú)線(xiàn)信號(hào)的平滑切換。場(chǎng)坪站設(shè)置的兩臺(tái)PoI（PointofInterface，多系統(tǒng)接入平臺(tái)）為定制設(shè)備，運(yùn)營(yíng)商信源設(shè)備統(tǒng)一接至PoI輸入端口，PoI均設(shè)置兩個(gè)輸出端口，輸出端口連接方式為一個(gè)端口經(jīng)饋線(xiàn)至紅線(xiàn)內(nèi)連接隧道口壁泄漏同軸電纜，另一個(gè)端口連接場(chǎng)坪站切換天線(xiàn)或負(fù)載。（4）漏纜設(shè)置原則：隧道內(nèi)采用雙漏纜方式進(jìn)行覆蓋，漏纜采用13/8類(lèi)型低煙無(wú)鹵阻燃型寬頻電纜規(guī)格，工作頻段為800～2600MHz。公網(wǎng)通信漏纜與鐵路專(zhuān)網(wǎng)漏纜同側(cè)敷設(shè)，兩根漏纜分別掛設(shè)于距離軌面2.1m和2.6m隧道壁處，以保證漏纜在列車(chē)車(chē)窗范圍內(nèi)，減少穿透損耗。（5）天線(xiàn)設(shè)置原則：在隧道口設(shè)置兩副窄波束寬頻天線(xiàn)，一副為低頻天線(xiàn)，接入電信CDMA800MHz、LTEFDD800MHz等低頻通信系統(tǒng)。另一副為高頻天線(xiàn)，接入移動(dòng)LTEFDD1.8GHz、TD-LTE（F頻）和聯(lián)通WCDMA2.1GHz、LTEFDD2.1GHz等高頻通信系統(tǒng)。

2高鐵隧道覆蓋解決方案

2.1鏈路預(yù)算。隧道內(nèi)的覆蓋方案，需考慮隧道內(nèi)和隧道口的鏈路預(yù)算。隧道內(nèi)和隧道口鏈路預(yù)算包括“洞室內(nèi)信源+泄漏電纜鏈路預(yù)算”和“隧道口信源+泄漏電纜鏈路預(yù)算”，如表2、3所示。2.2隧道內(nèi)覆蓋解決方案。根據(jù)以上鏈路預(yù)算，結(jié)合高鐵隧道內(nèi)洞室設(shè)置原則，隧道內(nèi)低頻系統(tǒng)單RRU覆蓋間距設(shè)置為1000m，高頻系統(tǒng)單RRU覆蓋間距設(shè)置為500m，僅有高頻RRU放置處采用低頻透?jìng)餍蚉oI透?jìng)鞯皖l信號(hào)。因此，隧道內(nèi)洞室主設(shè)備設(shè)置方案有以下兩種。方案1：低頻+高頻設(shè)備布置區(qū)采用普通型PoI，PoI輸入端分別接入移動(dòng)LTEFDD1.8GHz、移動(dòng)TD-LTE（F頻）、電信C/L800MHz雙模、聯(lián)通W/L2.1GHz雙模，本期需求6個(gè)系統(tǒng)信源設(shè)備，PoI輸出端分別接入設(shè)備安裝洞室左右兩側(cè)的泄漏電纜。方案2：高頻設(shè)備布置區(qū)采用低頻透?jìng)餍蚉oI，PoI輸入端分別接入移動(dòng)LTEFDD1.8GHz、移動(dòng)TD-LTE（F頻）、聯(lián)通W/L2.1GHz雙模4個(gè)高頻系統(tǒng)信源設(shè)備，PoI輸出端分別接入設(shè)備安裝洞室左右兩側(cè)的泄漏電纜，低頻信號(hào)則通過(guò)PoI直接透?jìng)鳌?.3隧道口延伸覆蓋解決方案。根據(jù)隧道間距不同，選擇不同的切換天線(xiàn)布置方案。根據(jù)隧道口信源和泄漏電纜鏈路預(yù)算，結(jié)合各隧道口場(chǎng)坪站實(shí)際建設(shè)條件差異，在滿(mǎn)足場(chǎng)坪站切換天線(xiàn)掛高12m，且至最近洞室線(xiàn)纜路由長(zhǎng)度小于245m條件下，對(duì)于隧道間距小于200m的考慮單邊隧道口設(shè)置切換天線(xiàn)解決覆蓋，對(duì)于隧道間距為200～400m的考慮雙邊隧道口設(shè)置切換天線(xiàn)完成露天部分覆蓋，對(duì)于隧道間距大于400m的考慮雙邊隧道口設(shè)置切換天線(xiàn)，并且中間需新增紅線(xiàn)外大網(wǎng)宏基站解決覆蓋，3種布置方案如表4所示。根據(jù)上面切換天線(xiàn)布置方案，隧道口設(shè)備連接方案有下面含切換天線(xiàn)和無(wú)切換天線(xiàn)兩種。隧道口含切換天線(xiàn)設(shè)備連接方案：采用普通型PoI，PoI輸入端分別接入運(yùn)營(yíng)商6個(gè)需求系統(tǒng)信源設(shè)備；PoI輸出端口1連接至隧道口的泄漏同軸電纜，PoI輸出端口2通過(guò)合路器反接方式連接至高低頻切換天線(xiàn)。隧道口不含切換天線(xiàn)設(shè)備連接方案：采用普通型PoI，PoI輸入端分別接入運(yùn)營(yíng)商6個(gè)需求系統(tǒng)信源設(shè)備；PoI輸出端口1連接至隧道口的泄漏同軸電纜，PoI輸出端口2連接負(fù)載。

3高鐵隧道5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋

工信部已于2019年6月6日向電信運(yùn)營(yíng)商頒發(fā)了5G商用牌照，各運(yùn)營(yíng)商均已在全國(guó)范圍內(nèi)開(kāi)展5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。高鐵作為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的一個(gè)特殊場(chǎng)景，其隧道的5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋是不可回避的一個(gè)難題。根據(jù)工信部已發(fā)放的5G頻段，中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通為3.5GHz頻段，中國(guó)移動(dòng)為2.6GHz和4.9GHz頻段。依據(jù)泄露同軸電纜截止頻率公式計(jì)算得出13/8類(lèi)型漏纜理論截止頻率為2.98GHz，5/4類(lèi)型漏纜理論截止頻率為3.6GHz。由此看出，13/8類(lèi)型漏纜已無(wú)法滿(mǎn)足多運(yùn)營(yíng)商（僅移動(dòng)單家在2.6GHz頻段可支持5G）高鐵隧道覆蓋5G演進(jìn)，5/4類(lèi)型漏纜也僅是理論上臨界支持到5G的3.5GHz頻段，國(guó)內(nèi)尚無(wú)支持多運(yùn)營(yíng)商5G頻段的商用漏纜產(chǎn)品。現(xiàn)有漏纜模式隧道覆蓋方案在5G上適用性差，必須考慮其它解決方案。針對(duì)高鐵隧道移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋特性，建議5G隧道覆蓋方案從以下幾個(gè)方面考慮。（1）優(yōu)化漏纜指標(biāo)，漏纜廠家加大研發(fā)投入力度，采用分段耦合等新技術(shù)，提升現(xiàn)有漏纜指標(biāo)以滿(mǎn)足5G覆蓋要求。（2）采用波導(dǎo)管等新型材料，用波導(dǎo)管代替?zhèn)鹘y(tǒng)泄露同軸電纜。波導(dǎo)管傳送超高頻電磁波，通過(guò)它的脈沖信號(hào)可以以極小的損耗被傳送到目的地，滿(mǎn)足低路損要求。（3）加大設(shè)備布置密度，在現(xiàn)有鐵路隧道單側(cè)可用綜合洞室500m一處設(shè)置原則基礎(chǔ)上，考慮在對(duì)側(cè)或同側(cè)可用綜合洞室之間新增設(shè)備放置處，將設(shè)備放置間距縮短為250m甚至更低，以彌補(bǔ)漏纜高路損對(duì)信號(hào)的衰減。（4）采用八目天線(xiàn)或者對(duì)數(shù)周期天線(xiàn)，在隧道壁列車(chē)車(chē)窗同高處安裝八目天線(xiàn)或?qū)?shù)周期天線(xiàn)，對(duì)列車(chē)進(jìn)行定向覆蓋。

4結(jié)束語(yǔ)

隨著中國(guó)鐵塔公司成立，大型公共項(xiàng)目移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋運(yùn)營(yíng)商單兵作戰(zhàn)局面已不復(fù)存在，鐵塔公司牽頭解決大型項(xiàng)目移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋，不僅極大節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資，也更有利于與業(yè)主單位建設(shè)協(xié)調(diào)，但多運(yùn)營(yíng)商多網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求給網(wǎng)絡(luò)建設(shè)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。本文依托高鐵隧道覆蓋規(guī)劃實(shí)例，根據(jù)高鐵現(xiàn)有隧道洞室分布情況，結(jié)合各需求系統(tǒng)鏈路預(yù)算，合理設(shè)置高低頻主設(shè)備信號(hào)源，將各系統(tǒng)信號(hào)通過(guò)不同型號(hào)PoI設(shè)備合路輸出至泄漏電纜進(jìn)行隧道內(nèi)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋；對(duì)于隧道內(nèi)外銜接覆蓋，根據(jù)長(zhǎng)短隧道分布情況，在隧道口場(chǎng)坪合理設(shè)置設(shè)備和切換天線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)至隧道外的延伸覆蓋，從而解決三大運(yùn)營(yíng)商高鐵隧道移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)多系統(tǒng)覆蓋問(wèn)題，給予高鐵隧道等封閉場(chǎng)景移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋一個(gè)參考，具有一定的實(shí)踐意義。

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作者:彭威城 單位:湖南省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司