隧道覆蓋解決方案研究

1、隧道覆蓋方案研究報(bào)告目錄1 .概述11 .隧道覆蓋現(xiàn)狀12 .隧道覆蓋特點(diǎn)13 .本文主要工作12 .隧道覆蓋特性及分析21 .隧道類型22 .隧道無線傳播特性22.1 隧道無線傳播的波導(dǎo)效應(yīng)22.2 列車進(jìn)入隧道導(dǎo)致的填充效應(yīng)33 .隧道覆蓋關(guān)鍵問題分析53.1 移動性問題53.2 工程可實(shí)施性63 .隧道覆蓋總體解決方案61 .信號源選擇61.1 直放站71.2 微基站71.3 宏蜂窩72 .分布方式及大饋系統(tǒng)選擇72.1 同軸饋電分布式天線72.2 泄漏電纜102.3 光纖饋電有源分布式天線122.4 各種分布方式對比133 .不同隧道具體解決方案143.1 短隧道覆蓋解決方案143.2

2、 中等長度隧道覆蓋解決方案143.3 長隧道覆蓋解決方案164 .總結(jié)及建議17I隧道覆蓋方案研究報(bào)告概述1 .隧道覆蓋現(xiàn)狀我國是多山地和丘陵的國家，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國的鐵路交通、公路交通、地鐵建設(shè)事業(yè)取得了前所未有的發(fā)展，隧道的數(shù)量與日俱增。截止到2007年，僅鐵路隧道就達(dá)7000多座，總長度超過4000公里，均占世界第一。同時，大大小小的公路隧道、地鐵隧道等更是不計(jì)其數(shù)。大量隧道的建設(shè)對移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。由于隧道的強(qiáng)電磁屏蔽的特點(diǎn)，無線電波很難對隧道進(jìn)行有效覆蓋，鐵路、公路沿線存在大量的隧道盲區(qū)，用戶進(jìn)入隧道內(nèi)部基本不能正常通話，影響了用戶對網(wǎng)絡(luò)的信任感和依賴感。

3、因此，加強(qiáng)隧道覆蓋將是實(shí)現(xiàn)整條鐵路、公路、地鐵連續(xù)覆蓋，各運(yùn)營商提高用戶滿意度，建設(shè)精品網(wǎng)絡(luò)的一個重要而有效的手段。2 .隧道覆蓋特點(diǎn)隧道不同于室外場景以及一般的室內(nèi)場景，其無線覆蓋主要有以下特點(diǎn):(1)強(qiáng)屏蔽性一一因?yàn)橐话愕乃淼蓝际窃谏襟w進(jìn)行開鑿?fù)瓿傻?，地鐵也是在地面下進(jìn)行建設(shè)的，對空間的信號都有近40dB以上的衰減。一般室外基站的信號傳播到隧道基本都不能滿足通話要求。(2)強(qiáng)充效用明顯一一填充效用是指當(dāng)火車經(jīng)過時，基本填滿隧道切面空間，使得信號在隧道內(nèi)的傳播受到很大阻礙的現(xiàn)象，鐵路隧道填充效應(yīng)明顯，公路隧道填充效用相對較弱。(3)強(qiáng)話務(wù)量一一在隧道內(nèi)，都是快速移動的車輛、火車、汽車和少量的

4、人員，基本沒有固定的用戶，所以在隧道內(nèi)產(chǎn)生的話務(wù)量比較低，隧道覆蓋以解決覆蓋為主，兼顧用戶容量。(4)對網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)影響大一一進(jìn)入隧道后的用戶易產(chǎn)生掉話、接入失敗等問題，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)。3 .本文主要工作本文主要研究以下問題:(1)概括我國隧道覆蓋的現(xiàn)狀和覆蓋特點(diǎn)；(2)結(jié)合測試數(shù)據(jù)，研究隧道的無線傳播特性，提出解決隧道覆蓋的關(guān)鍵問(3)針對不同信號源、分布方式、隧道類型，研究隧道覆蓋的總體解決方案;對未來隧道覆蓋問題提出建議。隧道覆蓋特性及分析1 .隧道類型隧道覆蓋主要分為鐵路隧道、公路隧道、地鐵隧道等多種。每種隧道有著不同的特點(diǎn)，一般來說公路隧道一般比較寬敞，在隧道里面的覆蓋狀況在有車通過時

5、與沒有車通過時差別不大。車輛通過時，隧道內(nèi)剩余空間較大，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇尺寸大一些的天線，以獲取較高的增益，使得覆蓋范圍更大。而鐵路隧道一般來說要狹窄一些，特別是當(dāng)火車經(jīng)過時，被火車填充后所剩余的空間很小，火車對隧道的填充對信號傳播會有較大的影響。并且天線系統(tǒng)的安裝空間有限，這樣天線的尺寸和增益也必然會受到很大的限制。不管是哪種隧道，都存在長短不一的狀況。短的隧道只有幾百米，而長的隧道有十幾公里。在解決短隧道的覆蓋時，可采用較多靈便經(jīng)濟(jì)的手段，如在隧道口附近用普通的天線往隧道里進(jìn)行覆蓋等。而這些手段可能在解決長隧道覆蓋時不起作用，對于長隧道的覆蓋必須采取另外一些手段。因此對于每段隧道的解決

6、方案可能都會有所區(qū)別，必須根據(jù)實(shí)際情況來選定覆蓋解決方案。2 .隧道無線傳播特性2.1 隧道無線傳播的波導(dǎo)效應(yīng)無線電波在隧道中傳播時具有隧道效應(yīng)，信號傳播是墻壁反射與直射的結(jié)果，直射為主要分量。基于ITU-R建議，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對傳播模型進(jìn)行了修正，得出一套適用于工程應(yīng)用的簡化的隧道傳播模型，用來進(jìn)行隧道覆蓋估算。該傳播模型為：Lpathioss=20logF+30logD-28其中：Lpathloss為路徑損耗，單位dBF為中心頻率，單位MHzD為傳播距離，單位米下圖為上述模型的預(yù)測值和在深圳梧桐山隧道的實(shí)測值對比圖：比由伍圖2.2.1隧道傳播預(yù)測值與實(shí)測值對比圖從上圖可以看出，實(shí)測和預(yù)測僅在

7、隧道口損耗相差較大，這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中大線放在距隧道口約40米處，而模型計(jì)算時，是考慮將天線放在隧道口，因此在隧道口兩種情況的路徑損耗相差較大。但在過了100米以后，兩者的差別就較小。實(shí)驗(yàn)證明上述傳播模型適于隧道覆蓋預(yù)測。2.2 列車進(jìn)入隧道導(dǎo)致的填充效應(yīng)列車進(jìn)入隧道時對于隧道的填充，使得隧道成為兩個空間不同（阻抗不同）的波導(dǎo)，這期間使得信號迅速下降，降幅在2040db之間，有些文章稱之為填充損耗。為了得到列車填充的影響，在某鐵路隧道進(jìn)行了測試，測試方法如下圖所示。川試點(diǎn)冽述占圖2.2.2列車隧道填充測試示意圖（1）在隧道口安裝GSMJ號源、兩付發(fā)射天線（分別覆蓋隧道內(nèi)外），信號源設(shè)置為900M頻

8、段的18號頻點(diǎn)，發(fā)射功率30dBm設(shè)備的連接和擺放如下圖所示指向隧道外31 dBm圖2.2.3設(shè)備的連接和擺放示意圖（2）兩部測試終端分別位于100米和250米的隧道躲避洞內(nèi)，分別檢測記錄列車進(jìn)入隧道前后的信號變化；（3）掃頻測試記錄儀在列車上掃頻測量記錄列車上的信號變化表2.2-1測試結(jié)果金線品喃（米）100200250300隧道內(nèi)信號強(qiáng)度（dbm）列車進(jìn)入前-45-60-列車上信號強(qiáng)度（dbm）隧道內(nèi)-77-83-94-100下圖分別為為列車進(jìn)入鐵路隧道過程中，隧道內(nèi)100米、250米處測得的信號強(qiáng)度變化曲線。圖2.2.4列車進(jìn)入隧道填充測試結(jié)果由上圖可以看出，在列車進(jìn)入隧道后，信號強(qiáng)度迅

9、速下降，在列車車頭未到達(dá)測試點(diǎn)前，天線點(diǎn)與測試點(diǎn)之間形成寬窄不同的兩部分波導(dǎo)（阻抗不同），測試點(diǎn)信號較弱，有一定的波動；在列車車頭超過測試點(diǎn)后，天線點(diǎn)與測試點(diǎn)之間形成窄波導(dǎo)，信號較之前有所提升，但仍不能達(dá)到無列車進(jìn)入前的信號強(qiáng)度。對于隧道的填充效應(yīng)，在鐵路、地鐵隧道覆蓋中需要考慮，在公路隧道中，由于隧道截面遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于車體截面，因此可以不考慮。3 .隧道覆蓋關(guān)鍵問題分析在隧道覆蓋中，除了考慮隧道內(nèi)部的覆蓋問題外，必須考慮終端移動性帶來的切換和重選，以及隧道內(nèi)用戶帶來的容量需求。3.1 移動性問題在隧道覆蓋過程中，除了考慮靜態(tài)的覆蓋外，必須考慮終端移動性，如果隧道內(nèi)覆蓋和隧道外覆蓋采用不同的小區(qū)，則

10、兩個小區(qū)必須有足夠的重疊覆蓋距離,以保證切換、重選的順利完成。下圖為某鐵路測試過程中發(fā)現(xiàn)的由于重疊覆蓋距離不足導(dǎo)致的弱覆蓋實(shí)例。無蚯參攙實(shí)時顯示III輪/隧道1隧道2圖2.3.1重疊覆蓋區(qū)域不足導(dǎo)致弱覆蓋實(shí)例在隧道外小區(qū)信號在隧道內(nèi)不能提供足夠的重疊覆蓋區(qū)域時，可以通過增加向外的覆蓋天線，將隧道內(nèi)的小區(qū)信號少量引出覆蓋隧道外，從而達(dá)到重疊覆蓋的目的。單向重疊覆蓋距離d=max制換時間，重選時間)*最大速度。除了重疊覆蓋距離外，必須檢查是否已經(jīng)設(shè)置合理的鄰區(qū)、切換、重選參數(shù)3.2 工程可實(shí)施性由于隧道環(huán)境的特殊性，在隧道內(nèi)的工程施工難度更大，因此在勘察設(shè)計(jì)過程中，必須對隧道的基本情況進(jìn)行仔細(xì)的勘

11、察，從而確定可能的工程實(shí)施方案?？辈斓膬?nèi)容需要包括：(1)隧道結(jié)構(gòu)：金屬結(jié)構(gòu)還是混凝土結(jié)構(gòu)(2)隧道孔尺寸AC/DC是否可用，如何引入隧道入口處的信號電平大小(5)隧道內(nèi)部已有信號電平大小(6)隧道是否冬季需要除冰隧道覆蓋總體解決方案1 .信號源選擇隧道覆蓋所采用的信號源主要是直放站和微蜂窩基站，有時候也會用到宏蜂窩基站，要根據(jù)安裝條件、傳輸情況、現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、覆蓋要求及容量要求進(jìn)行信號源的選擇。1.1 直放站隧道覆蓋解決方案中容量一般不成為制約的因素，所以對隧道的覆蓋使用直放站會比較多。根據(jù)隧道附近的覆蓋情況，傳輸情況、隧道可施工程度，可以選擇光纖直放站、無線寬帶直放站、無線選頻直放站或者移

12、頻直放站。采用無線直放站覆蓋具有以下優(yōu)點(diǎn)：成本低、無需傳輸、無需機(jī)房或只需簡單的機(jī)房、建設(shè)速度快、可充分利用遠(yuǎn)處基站的富裕容量。當(dāng)然引入直放站覆蓋有限，同時影響施主基站，使網(wǎng)絡(luò)管理難度增加，有可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量下降，造成掉話等結(jié)果。但是從總體上看，直放站是隧道覆蓋一個比較好的選擇。1.2 微基站與直放站相比，微基站相對成本比較高，同時需要傳輸資源等不利因素。但是微基站能夠提供額外的容量、同時輸出功率也比較高，能夠覆蓋更遠(yuǎn)一些，并且能夠提供比較高的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，所以在覆蓋、容量要求比較高的隧道、并且存在傳輸資源等情況下可以考慮使用微基站。1.3 宏蜂窩宏蜂窩基站在隧道覆蓋中一般不考慮，因?yàn)楹攴涓C基站的

13、成本很高、需要有機(jī)房、傳輸?shù)?，對于一般的隧道覆蓋其性價比較低，只有話務(wù)量比較高的地鐵才可能使用。在實(shí)際情況下，需要根據(jù)建站條件、等綜合考慮選擇哪一種信號源進(jìn)行覆蓋。在實(shí)際工程之中，必須根據(jù)成本、隧道長度、隧道附近的覆蓋狀況、基站分布、話務(wù)分布、傳輸情況、建站條件等因素選擇信號源，微蜂窩基站和直放站是隧道覆蓋建設(shè)常用的信號源。2 .分布方式及天饋系統(tǒng)選擇2.1 同軸饋電分布式天線這種覆蓋方案的設(shè)計(jì)比較靈活、價格相對低、安裝較方便。同軸電纜的饋線衰減較小，天線增益的選擇主要取決于安裝條件，在條件許可的情況下，可選用增益相對較高的天線，來提高覆蓋范圍。該方案的簡化版就是采用單根天線對隧道進(jìn)行覆蓋，對

14、于較短的隧道來說，這種方案是一種低成本解決方案。圖3.2.1同軸饋電分布式天線示意圖根據(jù)第二章的傳播模型公式，可以推導(dǎo)出覆蓋距離的估算公式：logD=(Lpathloss-20logF+28)/30因此，我們假設(shè)一些工程中常用的條件，以便估算天線在隧道內(nèi)可直接覆蓋的距離。假定使用900MH函率，單信號源輸入30dBm使用12dBi增益的八木天線,終端接受要求-94dBmi那么最大傳輸距離估算值入下表:表3.2-1天線覆蓋隧道距離估算表項(xiàng)目數(shù)值單位設(shè)備發(fā)射機(jī)功率30.00dBm器件損耗3.00dB天線增益12.00dBi頻率使用頻率900.00MHz損耗填充因子損耗20.00dB衰落余量7.00

15、dB終端接收要求-94.00dBm鏈路參數(shù)允許路損106.00dB結(jié)論最大距離314.18米由此可見，工程中若要獲得較大的覆蓋距離，就需要選擇更高功率的信號發(fā)射機(jī)，以及高增益的天線。以下隧道測試情況是一個案例，隧道長度為300米，采用單天線單側(cè)進(jìn)行覆蓋。測試條件：在隧道口一側(cè)安裝一副定向天線(10dbi),分4次測試，發(fā)射功率分別為5dBm10dBm20dBm30dBm測試者在隧道內(nèi)乘車行駛，列車時速為80km/h,測試者在火車車廂內(nèi)從信號覆蓋的角度看最不利的位置進(jìn)行測試。具體位置見下圖：測試位置、rnr目"國目火車頭A曰曰J*自,口列車前進(jìn)方向模擬測試模型圖3.2.2測試模型示意圖

16、列車乘客滿座，本節(jié)車廂過道中約有10人站立。測試工具：GPS-部，TEMS手機(jī)一部，手提電腦一臺，秒表一個。測試方法：用GPS測試火車速度，秒表計(jì)時，將時間換算成距離，TEMSf機(jī)測接收場強(qiáng)。圖3.2.3測試點(diǎn)示意圖不同發(fā)射功率及測試點(diǎn)的測試結(jié)果如下:表3.2-2測試結(jié)果ABCD5dBm-81dBm-91dBm-101dBm/10dBm-77dBm-85dBm-95dBm-100dBm20dBm-69dBm-79dBm-84dBm-93dBm30dBm-58dBm-67dBm-78dBm-87dBm模擬測試結(jié)論：在隧道基本筆直且為單軌鐵路的情況下，隧道內(nèi)單側(cè)安裝1副定向天線，在保證-85dBm

17、的邊緣場強(qiáng)的情況下：天線輸入功率為30dBm則至少可保證覆蓋鐵路隧道300米;天線輸入功率為20dBm則至少可保證覆蓋鐵路隧道230米;天線輸入功率為10dBm則至少可保證覆蓋鐵路隧道170米;天線輸入功率為5dBm則至少可保證覆蓋鐵路隧道100米。2.2 泄漏電纜這種方法的優(yōu)點(diǎn)為，可減小信號陰影和遮擋，在復(fù)雜的隧道中采用泄漏電纜,信號波動范圍減少，與其它天線系統(tǒng)相比，隧道內(nèi)信號覆蓋均勻，可對多種服務(wù)同時提供覆蓋，泄漏電纜本質(zhì)上是寬帶系統(tǒng)，多種不同的無線系統(tǒng)可以共享同一泄漏電纜，考慮到在隧道中經(jīng)常使用某些無線系統(tǒng)(尋呼系統(tǒng)、告警系統(tǒng)、廣播等)，采用共享一條泄漏電纜的方法，可省去架設(shè)多個天線的工

18、程。缺點(diǎn)是成本相對較高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。適用于無源系統(tǒng)安裝受限的環(huán)境。地鐵車站或磁道口佶號弱。泄漏電魏口I11IimI口U口口1TTT口口ElII口11II口口111I“口口II1圖3.2.4泄漏電纜分布式示意圖目前隧道中都傾向使用泄漏電纜來覆蓋以獲得較好的無線電平覆蓋，特別這個覆蓋方式基本不受隧道內(nèi)填充因子的影響。泄漏電纜實(shí)際上是一種能提供穩(wěn)定場強(qiáng)覆蓋分布式天線系統(tǒng)。在隧道覆蓋中般采用較大直徑的泄漏電纜，以減少沿電纜傳輸?shù)男盘査p。泄漏電纜影響覆蓋的主要電氣指標(biāo)有：耦合損耗、饋纜損耗一般工程應(yīng)用中，計(jì)算泄漏電纜路徑損耗的公式為：Lpathloss=LfeedXD+Lcoupling+Lth

19、ough其中:Lpathloss為路徑損耗，單位dBLfeed為饋纜損耗，單位dB/米Lcoupling為耦合損耗，單位dBLthough為車體穿透損耗，單位dBD為泄漏電纜長度，單位米而對于饋纜的耦合損耗，有如下經(jīng)驗(yàn)公式:Lcoupling=Coupling(a,pr)+10log(d/2)其中：Coupling為饋纜在指定條件下的耦合因子a為測試距離，單位米pr為測試面積覆蓋概率d為輻射距離，單位米由以上公式可以推導(dǎo)出泄漏電纜最大覆蓋距離公式:D=(Lpathos-Coupling(a,pr)-1010g(d/2)-Lthough)/Lfeed因此，我們假設(shè)一些工程中常用的條件，以便估算泄

20、漏電纜在隧道內(nèi)的覆蓋距離。假定使用900MH函率，13/8英寸直徑泄漏電纜，單信號源輸入33dBm載頻,終端接受要求-94dBmi那么最大傳輸距離估算值入下表:表3.2-3漏纜覆蓋距離估算表項(xiàng)目數(shù)值單位隧道參數(shù)隧道寬度5米列車寬度3.2米漏纜高度3米車底局度1米泄漏距離4.56米損耗百米饋損2.7dB95%耦合損耗84dB衰落余量4dB車體損耗12dB設(shè)備輸入功率33dBm器件損耗3dB終端接收要求-94dBm鏈路參數(shù)耦損因子87.58dB允許路損120dB結(jié)論漏纜最大長度756.26米由上可見，要達(dá)到更遠(yuǎn)距離的覆蓋，就需要使用更大功率的發(fā)射機(jī)以及更小傳輸損耗的泄漏電纜。以下隧道測試情況是一個

21、案例，隧道長度為187米，采用漏纜分布天線混合方式進(jìn)行覆蓋。覆蓋方案如下圖所示：溫由圖3.2.5覆蓋方案小意圖該方案主要采用漏纜覆蓋隧道區(qū)域，并通過以八木天線作為漏纜的負(fù)載以擴(kuò)大切換區(qū)域，把洞內(nèi)覆蓋引中至洞外，測試結(jié)果如下所示:火車出隧道時E,dueJit卡LIP. IL.TimeE3:5l 30. _aI -'I!百二61 乖口|時口00 乙胃D5ZZ3STI，OX。GGIC的 PCTU霓IC 3CCHAWCH 司加 ICrtHFlZN 丁正，曲| -biarrei . % jhirrti ntcte 沁 1d尋川 -luiflw T叩口E ZiliTW T呻free75233為*T

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23、隧道覆蓋環(huán)境中，可采用光纖饋電有源分布式天線系統(tǒng)來替代同軸饋電無源分布式天線系統(tǒng)。它更適用于覆蓋地下隧道（地鐵隧道）和站臺。采用光纖饋電有源分布式天線系統(tǒng)的主要好處包括在室內(nèi)安裝的電纜數(shù)減少、可適用更細(xì)的電纜、采用光纜可降低電磁干擾、在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中設(shè)計(jì)更靈活等，缺點(diǎn)是成本局O圖3.2.7光纖饋電有源分布式示意圖光纖分布式主要是通過光纖直放站使得信號源分布更加均勻，適合較長隧道的覆蓋和連續(xù)隧道的覆蓋，減少了干線放大器的使用，使得監(jiān)控和維護(hù)更加方便。光纖直放站遠(yuǎn)端可以通過泄漏電纜或者天線進(jìn)行射頻信號輸出，從而達(dá)到覆蓋的效果，這里不再進(jìn)行覆蓋計(jì)算和舉例，但光纖直放站使用中需要注意以下事項(xiàng)。?上行噪聲

24、抬升：一般在工程中單個基站所能帶的光纖直放站遠(yuǎn)端站數(shù)目可以達(dá)到68個；?信號多徑干擾：一般在工程中，需要控制兩個遠(yuǎn)端間距在1.5km之內(nèi)，而且需要注意信源小區(qū)與直放站遠(yuǎn)端信號的多徑干擾；?傳輸距離：一般在工程中，最遠(yuǎn)遠(yuǎn)端與信源小區(qū)間光路距離控制在20km之內(nèi)。2.4 各種分布方式對比根據(jù)以上的分析，同軸饋電、泄漏電纜和光纖饋電各具優(yōu)缺點(diǎn)，對比如下表所示。表3.2-4各種分布方式對比分布天線類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)同軸饋電分布式天線低成本，可靠性強(qiáng)、無源器件，故障率低、無需供電，安裝方便、無噪聲累積、寬頻帶系統(tǒng)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜、信號損耗較大時需加干線放大器泄漏電纜靈活的設(shè)計(jì)，場強(qiáng)分布均勻，可控性高；頻段寬，多系

25、統(tǒng)兼容性好成本圖，傳輸距離近光纖饋電有源分布式天線低的損耗易安裝成本局設(shè)計(jì)靈活性差覆蓋端機(jī)需要電源由上表可以看出，三種分布方式各具有優(yōu)缺點(diǎn)，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)中，需要合考慮成本、性能、施工難度等因素，根據(jù)現(xiàn)場情況確定合理的施工方案，可以綜合不同的分布方式，采取混合的覆蓋方案，在盡量節(jié)約成本的情況下，完成隧道的覆蓋。3 .不同隧道具體解決方案3.1 短隧道覆蓋解決方案短隧道一般指長度在100米以下的隧道，考慮到鋼軌的曲率一般較大，因此可以不考慮隧道彎曲對覆蓋的影響。在對這種隧道的覆蓋進(jìn)行規(guī)劃時要結(jié)合隧道周圍需要覆蓋的鐵路及區(qū)域一起考慮。若是有多個短隧道彼此之間間隔很小，可以考慮在兩隧道的中間建站或直

26、放站。在隧道覆蓋方案制訂時，必須考慮到火車都在高速運(yùn)行狀態(tài)之中，如何保證在進(jìn)入隧道后能夠進(jìn)行順利切換是至為關(guān)鍵的。當(dāng)覆蓋隧道的信號源是微蜂窩或光纖直放站時，若隧道里的信號與隧道外的信號屬于不同的小區(qū)，在火車進(jìn)入隧道后，外部小區(qū)的信號急劇下降，這時很可能由于不能及時地正常切換而掉話。解決這個問題可以從下面幾點(diǎn)考慮：一是采用雙向天線對隧道進(jìn)行覆蓋，這樣隧道里面的小區(qū)信號就會與隧道外面的小區(qū)信號有足夠的交迭深度來保證正常的切換。二是啟用電平快速下降切換，使得電平在快速下降時能夠及時切換到其它小區(qū)以免掉話。另外選擇前后比小一些的定向天線也是可以考慮的手段之一。在短隧道外能夠接收到較好周圍基站信號，而且

27、接收的信號基站信號強(qiáng)于其他基站信號10dB以上時，可以采用寬頻直放站；如果在隧道的附近可以接收到良好的基站信號，但是接收的信號基站信號強(qiáng)與其他基站信號相差不大，可以采用3.2 中等長度隧道覆蓋解決方案中等長度隧道一般指長度在100米600米的隧道。中等長度隧道很難通過放置在隧道口的定向天線形成良好覆蓋，常常需要將天線引到隧道內(nèi)加強(qiáng)覆蓋，常見的覆蓋方式有以下幾種:3.2.1 漏纜分布天線混合方式此種方式信源放在隧道口，可以根據(jù)情況采用無線直放站或光纖直放站，適合于存在較大彎曲且隧道內(nèi)安裝信源困難的隧道，示意圖如下：信號源圖3.3.2漏纜分布天線混合方式優(yōu)點(diǎn):(1)可減小信號的陰影及遮擋效應(yīng)，在隧

28、道內(nèi)直線區(qū)域采用天線覆蓋，曲線區(qū)域采用漏纜信號覆蓋；(2)比純漏纜覆蓋方式節(jié)約了成本；(3)應(yīng)用環(huán)境較廣泛，信號覆蓋較均勻。缺點(diǎn)：對勘測數(shù)據(jù)要求較高，設(shè)計(jì)難度較大。另外根據(jù)現(xiàn)場勘測的結(jié)果，視隧道的截面大小、容許安裝的天線尺寸、隧道長度等因素，在某些長度稍大于500米，如600米的隧道，也可以通過選擇增益更高一些的天線來進(jìn)行覆蓋。3.2.2 光纖分布方式在隧道內(nèi)有安裝空間和電力供應(yīng)時，可以采用光纖有源分布式天線系統(tǒng)來替代同軸饋電無源分布式天線系統(tǒng)，如下:圖3.3.3光纖有源分布式天線方式優(yōu)點(diǎn):(1)利用光纖替代饋線進(jìn)行信號傳輸，適合于遠(yuǎn)距離覆蓋；(2)安裝的電纜減少，避免了多級干線放大器的級聯(lián)，

29、可適用更細(xì)的電纜、方便施工；(3)采用光纖直放站可降低電磁干擾、在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中設(shè)計(jì)更靈活。缺點(diǎn)：需要考慮多個光纖直放站遠(yuǎn)端的安裝和供電問題。3.3 長隧道覆蓋解決方案長隧道這里指長度大于600米的隧道，信源主要為微蜂窩或光纖直放站。覆蓋方式從技術(shù)上講，若安裝空間允許，首選方案泄漏電纜方案；從成本方面來說，在隧道長度小于3000米且相對較直的隧道可以采用分布天線進(jìn)行覆蓋。長隧道內(nèi)一般采用同一信源進(jìn)行覆蓋，若不得已用不同小區(qū)覆蓋同一個隧道，必須考慮信號的重疊設(shè)計(jì)保證切換的正常完成。以特快客車的時速120Km/、時計(jì)算，GSM移動通信系統(tǒng)要求切換時間為10秒(完全保證時間，最短可以為5s),那么在10秒內(nèi)，客車所行駛的距離約為340米，也就是說，在隧道內(nèi)兩個小區(qū)的場強(qiáng)場強(qiáng)設(shè)計(jì)要求的重疊區(qū)域需大于340米的距離，才能夠保證不會產(chǎn)生切換掉話現(xiàn)象。因此在設(shè)計(jì)時必須對重疊區(qū)域的距離加以考慮。3.3.1泄漏電纜方式圖3.3.4光纖直放站與泄漏電纜系統(tǒng)根據(jù)表3.2-3，假定使用900MH微率，13/8英寸直徑泄漏電纜，單信號源輸入