达成高铁隧道覆盖方案.doc

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达成高铁隧道覆盖方案

第一节隧道覆盖概况

一、隧道分类

隧道作为铁路的组成部分，直接影响到铁路覆盖的指标，覆盖势在必行。

通常隧道有单洞双轨、双洞单轨、单洞单轨之分，隧道的长度影响信源选取、覆盖方式等，因此将长度小于200m的隧道称为短距离隧道，长度200m～2000m之间的隧道称为中长距离隧道，大于2000m的隧道称为长距离隧道。

根据达成铁路中隧道的实际情况，在达成隧道覆盖方案中，将长度小于101m的隧道按短隧道覆盖，而大于或等于101m的隧道都按长隧道进行覆盖。

二、泄露电缆概况

泄露电缆作为达成高速铁路隧道覆盖工程的主设备，以RFS公司产品为例介绍，其款频段泄露电缆，使用频段为800~2400MHz，可以适用在CDMA800、GSM900、GSM1800、CDMA2000、TD-SCDMA等网络中，泄露电缆具体情况如表5.1。

表5.1泄漏电缆电气性能

电气性能

电容

pF/m

75

阻抗

Ω

传输速率

%

87

绝缘速率

MΩkm

>5000

使用频率

MHz

800~2400

护套火花电压

KV

10.0

三、泄漏电缆的损耗

遂道内泄露电缆暂按RFS公司的1-5/8”RADIAFLEX®RLKUCable，A-Series泄漏电缆进行链路预算。

根据厂家提供的数据该产品指标如表5.2。

表5.2产品指标

频段（MHZ）

传输损耗（dB/100m）

耦合损耗（50%、95%）dB

800

2.15

65/68

900

2.31

60/63

1900

4.53

60/65

2200

5.79

60/65

例如，GSM900MHz信号源采用4载波时，每载频输出功率为7.5W（GRRU3008输出功率），1-5/8”RADIAFLEX®RLKUCable泄漏电缆每百米损耗为2.31dB（@900MHz），考虑1/2”跳线损耗百米损耗为7dB，馈线长度取30m，设计最低接收信号电平为－85dBm，车体损耗考虑20dB，95%覆盖概率。

车内覆盖电平＝GRRU机顶发射功率－1/2跳线损耗（30m）－空间耦合损耗－漏缆百米损耗×L/100－车体损耗－95%覆盖概率系统余量－85dBm=38.75dBm－2.1db－63dB－2.31dB×L/100－20dB－12dB

L=1153.7m所以在隧道内GSM900MHz频段取最远覆盖距离为1153.7m。

建议漏缆覆盖的距离不超过1000m。

第二节各类隧道覆盖方案

一、短隧道覆盖

短隧道通常采用八木天线在隧道入口对隧道进行覆盖，八木天线覆盖隧道的长度和隧道的横截面大小、建设材料、弯曲情况等有关，通常切换带不要设置在隧道内。

短隧道覆盖侧面模型如图5.1。

图5.1短隧道侧面覆盖示意

GRRU安装在隧道口铁路站塔或是隧道口自立通信杆，通过馈线将射频信号馈入泄漏电缆。

如果基站可以建设在隧道口，可以采用基站或GRRU连接泄露电缆覆盖隧道内，出隧道后泄露电缆末端加天线覆盖隧道出口空间。

其设备、天线、泄漏电缆位置大体如图5.2所示，其中要注意泄露电缆安放位置要高于CHR车厢，以便信号能更好的覆盖。

图5.2短隧道正面覆盖示意

二、长隧道覆盖

长隧道覆盖如图5.3和图5.4所示通常采用直放站或是GRRU+泄露电缆覆盖，这种方式可以用一个BTS+多个GRRU覆盖方式，GRRU通常安装在隧道口铁路站塔或是隧道口自立杆上，或者是安装在隧道内避车洞内，通过馈线将射频信号馈入泄漏电缆以覆盖隧道，由于考虑到设备功率和泄露电缆损耗，而隧道内一般情况下每间隔500m则有一个避车洞，所以最多每隔1000m布放一个GRRU站点方能有效覆盖。

图5.3长隧道覆盖示意

图5.4长隧道覆盖示意

长隧道覆盖中，根据不同的需求，采用多种类型天线，一类解决隧道外信号覆盖，一类是用于信号延伸等。

除特长隧道无法避免隧道内切换外，切换带不要设置在隧道内，以免增加掉话等切换出现的问题。

另外由于在隧道内基站设备的安装维护比较复杂，尽可能不要在隧道内安装基站设备。

三、连续隧道覆盖

达成铁路由于地势情况复杂，山地居多，隧道连续出现的情况非常多，就此问题可以采用图5.5所示的连续覆盖方式，其中将隧道间距小于2000m的两个或两个以上隧道称为连续隧道，依据隧道间距覆盖方式分为两类：

一、间距小于1000m的连续隧道，则采用分别在同向两隧道口安置GRRU，通过馈线将信号馈入隧道内，通过泄漏电缆进行覆盖。

二、隧道间距大于1000m且小于2000m的连续隧道，则采用分别在异向两隧道口安置GRRU，并于隧道间正中间处安装两个GRRU，分别向两隧道进行覆盖，隧道内仍然通过泄漏电缆覆盖。

图5.5连续隧道覆盖示意

为了保证隧道口信号顺利切换，在隧道口顶部安装天线，通常采用高增益天线，以保证足够的天线功率。

第三节隧道覆盖其他问题

一、隧道内切换

原则上尽量避免在隧道内，或隧道口设置小区边缘，但对于超长隧道无法避免，必须考虑设置两个小区的切换保护带，从图5.6中可以看出，1小区和2小区在隧道内切换，即上端红色和蓝色重叠区为切换区。

在设备1和设备2的中间处再安装同样的设备分别向相对方向进行覆盖保护。

这样虽然加大了投资成本，但可以大大的降低在隧道内切换时出现重选失败、切换掉话等现象，保证了隧道内无掉话的目的。

长隧道需要在隧道内增加远端设备，而且光缆需要穿过隧道，其施工难度与安全系数较高，需要铁道部门的同意与合作。

图5.6隧道切换解决方案

二、杆塔建设

在实际勘测中，应根据各个远端站周围的地理环境选择适宜的杆塔，包括抱杆、增高架、四角塔等。

图5.7则为实例照片，如隧道口铁路旁路面高出铁路，则可能需要建设增高架，以便覆盖不被遮挡而增加损耗；如遇铁路通过桥梁等路段，而桥梁高出地面许多，则需建设四角塔以便达到相应高度覆盖等。

实际问题实际分析，需要在勘查中仔细分析当地的地理环境以便做出正确的建设规划。

图5.7杆塔建设方案

第四节本章小结

隧道覆盖是此次达成高速铁路移动通信研究的重点，隧道的覆盖直接关系到全网的连续覆盖问题，本章就达成高铁隧道覆盖方案进行了各方面的论述，其中泄露电缆的损耗是隧道覆盖的技术关键，而关于短隧道、长隧道、连续隧道这类具体工程建设中遇见的问题提出了建设性的意见，并通过实际的勘测与理论相结合，针对各类隧道提出了具体的建设方案。

结论

在本次高速铁路移动通信覆盖研究工作中，通过对GSM系统覆盖的高铁理论的研究和对达州到成都高铁实际案例的规划建设方案的分析，可以清楚的看出虽然高铁网络覆盖存在一定的难度，但是还是有较高的可行性。

论文中总结了GSM移动通信系统的整体概念，得出本次达成高铁覆盖仍然采用GSM系统覆盖；其次就影响高速铁路覆盖的各方面因素进行了详细的阐述，并提出了相应的解决方案和实施细则，为实际建设提供了可行的理论依据；而对于案例中达成铁路的建设，论文通过对比分析的方法和参考前人对高铁覆盖的经验，得出专网覆盖的组网方式，BTS+GRRU的覆盖技术和无线、传输、电源各方面的规划原则，这些都是达成铁路全网覆盖的重要保证；最后对隧道覆盖方案与泄露电缆损耗进行了研究，对作为本次工程难点、重点的隧道部分做出了理论方面的分析与实际运用的操作介绍，同时这部分也是本次高速铁路移动通信论文研究的创新与特点。

论文研究中还存在着理论细节分析方面的不足与不到位之处，对隧道覆盖部分也没能做到完全高质量覆盖，在以后研究中当进一步对其进行分析研究，以达到全网连续高质量网络信号覆盖的最终目的。

致谢

历时近三月的毕业设计完成了，在这个过程中我学到了很多东西。

首先我要感谢我的导师周达老师，他在我完成论文的过程中，给予了我很大的帮助，在我的毕业设计过程中提出了指导性的方案和架构；其次要感谢合作单位中国移动集团设计院的寇新忠、高杨老师和校内导师谭钦红老师，指引我阅读相关的资料和书籍，较好的完成了论文主体部分，并使我在不熟悉的领域中仍能迅速掌握新兴的技术。

感谢公司领导、同事这段时间来的帮助，特别是达成高铁负责人胡小兵对我论文中理论知识与实际方案的帮助和指导，在此表示衷心的感谢。

感谢家人在毕业设计中对我的督促、鼓励，感谢同学在毕业设计中为我提供的资料及论文编写中的建议。

大学即将结束，但并不意味着学习的结束。

在以后的日子里，我一定会携着这次的经历和感触，努力学习、工作，为实现自己的理想而不断努力。

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