公路铁路隧道覆盖建设指导手册Word格式文档下载.docx
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5.2隧道光缆及馈线、电源线的走线施工规范22
5.3隧道内天线的安装规范24
5.4接收天线的安装规范24
5.5漏泄同轴电缆的配置及接续技术24
5.6电源的引入规范26
5.7隧道施工安全注意事项26
1高速公路、铁路隧道覆盖概述
1.1高速公路、铁路隧道覆盖重要性
在我国，铁路、公路隧道占比非常高。
特别是途经山区地段。
占比更高，例如：
国家·
7918·
高速公路网上海至成都公路的重要组成部分沪蓉西高速公路。
全长320公里中隧道44座155712米。
主线桥隧比为51.62%。
被业界称为桥隧博物馆的宜万铁路，全长约380公里，有隧道114座。
总长220公里，桥隧总长占整个干线71％以上。
所以，隧道的有效覆盖对于运营商来说非常重要。
高速公路、铁路隧道无线覆盖是实现无线网络无缝覆盖的一个重要组成部分，是运营商提高综合竞争力的一个有力手段。
1.2高速公路、铁路隧道覆盖特点
空洞形隧道的结构特点决定了高速公路、铁路隧道覆盖有如下特点：
1．洞内空间狭长。
多重折射。
设计时要考虑车体的阻挡；
2．信号纵向延伸覆盖要求高。
横向覆盖几乎不考虑；
3．业务类型目前为高速移动语音业务为主，话务量不高且多为突发性；
4．信号覆盖以连续通话为目的，而不是以容量为目的；
5．隧道入口和出口可能为切换边界；
6．铁路隧道、公路隧道有着不同的特点（公路隧道一般来说比较宽敞，在隧道里面的覆盖状况在有车通过时与没有车通过时差别不大。
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）；
7．不管是哪种隧道，都存在长短不一的状况，在解决短隧道的覆盖时，可采用较多灵便经济的手段。
1.3高速公路、铁路隧道覆盖基本方案
1.3.1洞内分布方案
天馈系统装子隧道内，适用于特长隧道、长隧道、空间不宽敞隧道，或者有较大弧度的隧道。
此种方案结构为：
信号源+洞内分布系统。
1.3.2洞外投射方案
天馈系统装于隧道外（口）。
适用于短隧道、中隧道。
且隧道内较宽敞，隧道没有弧度。
信号源+向天线或基站+基站覆盖延伸系统。
2高速公路、铁路隧道覆盖方案实施
2.1隧道覆盖的信号源选择
为了提供隧道覆盖,一个信号源与一套分布式系统是必须要的。
隧道覆盖需要根据隧道附近的无线覆盖状况及传输、话务、现有网络设备等情况来决定隧道覆盖所采用的信号源。
通常信号源类型有以下几种：
宏蜂窝基站、微蜂窝基站、直放站等。
在实际工程之中，要根据覆盖的隧道长度、隧道附近覆盖状况、基站分布、话务分布、建站条件等因素选择一种信号源，一般选用较多的是微蜂窝基站与直放站作为隧道覆盖的信号源。
2.1.1宏蜂窝基站
对于铁路、公路隧道覆盖来说，由于话务量小，宏蜂窝基站作为信号源较为少用。
但在城市地铁隧道中人流量大、话务量高，可以采用容量较大的宏蜂窝基站。
宏蜂窝墓站的优点：
可以提供更多的信道资源；
扩容较为容易；
单个基站覆盖能力强。
宏蜂窝墓站的缺点：
需要用电缆从基站设备所在的机房引入信号覆盖隧道；
增加了馈线损耗；
需要较大的机房等配套设备；
总的投资费用高。
2.1.2微蜂窝基站
使用微蜂窝基站的优点：
所需设备空间小、所需配套设备少、总的投资费用低。
使用微蜂窝基站的缺点：
需要传输资源、扩容需要换设备。
2.1.3直放站
●同频直放站+分布系统
优点：
安装灵活、投资少见效快，提高了信号源小区的信道利用率；
缺点：
没有独立的话务处理功能，需要天线隔离度。
●移频直放站十分布系统
信号比较纯净。
不会产生自激；
需要传输用的频率资源。
传输天线要求可视能阻挡。
●光纤直放站+分布系统
利用光纤资源可以得到较纯净信号源。
可以把基站信号延伸至较远的距离。
信源可以从基站耦合或从直放站耦合，
需要注意信号源基站与覆盖目标周围信号基站里的参数设置。
注意相邻切换关系。
同频干扰等问题出现。
2.2传输方式的选择
隧道一般位于山涧之间,山高林密，传输是个问题。
除无线直放站直接覆盖外，一般可采用以下三种传输方式：
2.2.1移频传输（传输射频信号）
安装移频覆盖端设备，需要的馈线减少，不会造成干扰，在复杂的网络中设计更灵活。
在铺设光纤传输资源不方便或者其他特殊情况下，我们还可以采用移频直放站（移频压扩系统由于传输时延大，与洞口交叉覆盖时易出现同频干扰，不建议使用）使得信号在隧道里得以延伸。
由于隧道内电磁环境较好采用这种方式也能取到较好的效果。
2.2.2光纤传输（传输射频信号）
在隧道内安装的馈线长度减少，可使用更细的馈线（如原来需求7/8，现在可采用1/2波纹电缆即可满足需求）。
还可通过光缆馈电，达到远供的目的。
用定向天线无法达到好的覆盖效果，可以考虑使用无线接收型光纤直放站近端把信号接入到隧道口。
然后通过光纤直放站远端把信号引入到隧道内部适当的地方用天线进行覆盖。
2.2.3微波传输（传输基带信号）
在移频传输和光纤传输两种方式之外，还可选择微波传输，优点：
建设速度快。
缺点：
受天气影响、传输质量会下降；
山区容易遭雷击、维护量大。
2.3隧道覆整天馈系统的选择
2.3.1同轴馈缆+无源分布式天线
采用同轴馈电无源分布式天线覆盖方案设计比较灵活、价格相对低、安装较方便。
同轴电缆的衰减较小，天线的增益的选择主要是取决于安装条件的限制，在条件许可时，可选用增益相对高些的天线，覆盖范围会更大。
该方案的简化就是采用单根天线对隧道进行覆盖，这种方案对较短的隧道是一种成本最低的解决方案。
隧道距离较短时。
可以通过在隧道口或延伸至隧道内的定向天线进行信号覆盖。
2.3.2光纤馈电有源分布式天线系统
在某些复杂的隧道覆盖环境中，可以采用光纤馈电有源分布式天线系统来替代同轴馈电无源分布式天线系统。
它更适用子覆盖长隧道（超过1KM）,地下隧道（地铁隧道）及站台。
其优点是：
在洞内安装的电缆减短可适用更细的电缆。
采用光缆可降低电磁干扰；
在复杂的网络中设计更灵活。
缺点是成本相对较高。
2.3.3泄霹电缆
采用泄漏电缆来进行隧道覆盖是一种最为常用的方式。
其好处是：
●可减小信号阴影及遮挡，在复杂的隧道中，若采用分布式天线，手机与某个特定的天线之间可能会受到遮挡导致覆盖不好；
●信号波动范围减少。
采用泄漏电缆信号覆盖更均匀；
●可对多种服务同时提供覆盖。
泄漏电缆本质上是一宽带系统，多种不同的无线系统可以共享同一泄漏电缆。
减小了架设多个天线系统时工程安装的复杂性；
●泄漏电缆覆盖设计是一种很成熟的技术，设计相对简单。
缺点是：
成本很高。
2.2.4基站覆盖延伸系统方式（基放+塔放模式）
对于一些短的、有微弱信号的隧道，我们也可以考虑使用基站延伸系统（基放+塔放的模式）来解决信号覆盖问题。
优点；
不需考虑通常直放站覆盖遇到的电力和物业协调问题。
实施简捷，见效快。
可提高小区信道利用率。
基站覆盖范围变大，可能会存在越区覆盖，需网络优化。
3高速环境下重点问题分析
3.1信号覆盖场强分析
3.1.1隧道侧定向天线直盖方式
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。
直射为主分量。
根据试验数据对传播模型进行了修正，得出一简单实用的隧道传播模型，用来进行隧道覆盖设讯该传播模型为：
Lpath；
20Lgf+30Lgd-28dB其中：
f：
频率（MHx）d：
距离（米）
可以看出，跟自由空间损耗的区别相差了：
10Lgd，这种计算是指天线放于隧道口或隧道内。
若距隧道口外有一定距离，会稍有偏差。
3.1.2泄露电缆覆盖方式
通过理论计算和大量工程实际验证可以得出以下结论：
双方向覆盖（信源放置在覆盖区域中部，信号源功率用功分器分开，同时向两个方向进行覆盖）的距离接近于但小于2倍的单方向覆盖（信号源放置在覆盖区域一端时的）距离。
（1）采用泄漏电缆设计时需考虑的因素：
从基站至移动台
从移动台至基站
基站发射机输出功率
移动台发射机输出功率
跳线电缆损耗
移动台天线损耗或增益
功率分支器损耗
耦合损耗
漏缆传输衰减
要求的系统余量
中继器增益
移动台接收灵敏度
基站接收灵敏度
（2）泄漏电缆链路的预算
通过对隧道环境的分析，高速列车在隧道环境下的信号
传播需考虑以下因素，如下图所示。
根据上图，可以得到下行链路预算的表达式如下
Lpath：
允许最大路径损耗；
EIRP：
有效发射功率；
有效发射功率（EIRP，dBm）=信道发射功率（dBm）+天线增益（dBi）-馈线损耗（dB）
LBL：
人体损耗；
人体损耗是指移动台离人体很近而造成的信号吸收所引起的损耗，通常取3dB。
在处理数据业务时通常不考虑人体损耗。
LCBL：
高速列车（或汽车）穿透损耗；
在隧道覆盖设计中，建议该值最大取24dB。
MCM：
隧道在列车填充下的快衰落余量；
在单孔单轨隧道内进行测试，该值约为10.8dB。
对于单孔双轨隧道双列车填充，该值取8.3dB。
MNF：
对数正态衰落余量；
根据模型校正情况，可知在直通长隧道、直通短隧道、弯曲长隧道和弯曲短隧道环境下的阴影衰落的标准偏差分别为4.94dB、4.36dB、5.00dB和4.87dB，综合后取阴影衰落偏差为5dB。
当边缘覆盖率为90%时，对数正态衰落余量为6.41dB。
RX：
接收机灵敏度。
根据当前设备的实际性能，GSM手机的接收灵敏度取-104dBm，基站发射台的接收灵敏度取-104dBm。
链路预算的主要目的是校核初步设计的分布系统能否满足正常的通信要求，包括上下行接收强度的预算。
以13/8”泄漏电缆为例，参考指标见下图。
光纤直放站通过功率分配器，射频信号向两头传输，泄漏电缆的传输距离为250m。
以GSM900M制式为例，根据下表进行下行链路的预算：
下行链路场强预算
数量/长度
损耗（dB）
输出电平（dBm）
设备发射功率
37
功分器
1
4
33
3G合/分路器
2
31
衰减损耗
500m
12
79
列车损耗
24
95%接收电平
-84
期望值
-85
链路差值
以TD-SCDMA
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