室内分布系统技术指导意见 附件10地铁隧道类场景.docx
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室内分布系统技术指导意见附件10地铁隧道类场景
室内分布系统技术指导意见
附件10地铁隧道类场景
（V1.0）
中国铁塔股份有限公司
2016年3月
目 次
一场景概述
地铁隧道类场景分为地铁、高铁隧道和公路隧道三种场景。
一.1建筑物特点
一.1.1地铁特点
地铁主要是指城市地下轨道交通的场景，包括城市轻轨的地下部分。
地铁是当前大型城市的首选公共交通工具，环境非常复杂，人流量非常密集。
（1）地铁一般包含站厅、站台、地下区间隧道等区域。
（2）地铁站厅连接地面及站台层，一般一个站会有多个出入口连接地面，站厅层为购票区域；站台层为旅客候车区，一般有侧式站台（分为单线轨道和双线轨道式）和岛式站台两类。
图1单线轨道示意图
图2双线轨道示意图
图3岛式站台示意图
地铁隧道分为上、下行两条线路，一般情况下，两条线路为单洞单轨隧道，隧道宽度约4.5米，高度约5米。
地铁站与站之间的距离在500米至3公里不等，市区的站间距较小，郊区的站间距较大。
地铁列车车厢宽度一般在3米左右，车厢玻璃车窗距离轨面的高度约为2.5米。
图4地铁场景示意图
一.1.2隧道特点
隧道一般分为公路隧道和铁路隧道，公路隧道跨度较大，内部有多个车道。
高铁隧道空间狭小，一般仅可通过一辆列车，且列车距离隧道壁较近，每隔一定距离（如500米）建有内陷设备洞，用于安放各种设备。
一.2建筑物功能分区
地铁包括：
站台、站厅和隧道。
隧道包括：
公路隧道、高铁隧道。
二地铁覆盖技术要点
二.1覆盖设计
对于地铁站站厅、站台以及地铁人员工作区域的覆盖与普通室内覆盖场景类似，一般采用分布式天线系统来覆盖；对于地铁隧道部分一般采用漏泄电缆方式覆盖。
图5地铁场景覆盖示意图
二.1.1地铁隧道覆盖设计
二.1.1.1干扰分析
通常地铁隧道内除公网移动通信系统外，还存在警用350MHz、政务800MHz数字集群通信系统和2.4GHz列车控制系统CBTC等地铁专用通信系统。
因此在室内分布系统建设时，应根据基站设备的实际射频能力，计算公网移动通信系统与地铁专用通信系统间的干扰隔离度。
警用350MHz、政务800MHz数字集群通信系统通常采用漏泄电缆方式覆盖，一般来说，公网移动通信系统的漏泄电缆与其保持0.5米的间距可以避免系统间的相互干扰。
地铁列车控制系统CBTC基于WLAN技术，一般采用定向壁挂天线进行覆盖，天线挂高与列车车顶位置相当。
一般来说，公网移动通信系统的漏泄电缆与其天线保持1米的间距可以避免系统间的相互干扰。
另外，在极特殊情况下由于设备射频指标不佳、漏泄电缆安装不当等原因造成公网与专网系统间相互干扰时，应积极配合做好设备及分布系统的干扰排查与整治工作。
二.1.1.2组网方式
原则上应和电信企业协商并达成一致，宜采用POI+双路漏泄电缆组网，支持LTEMIMO，2G/3G可灵活选用分缆或合缆方式。
图6地铁隧道LTEMIMO组网+2G/3G收发分缆
图7地铁隧道LTEMIMO组网+2G/3G收发合缆
漏泄电缆覆盖模型
漏泄电缆覆盖模型如下图所示，信号源从漏泄电缆的一端注入射频信号，经过一定距离的传输衰减，信号逐渐减弱，直到衰减到无法满足覆盖要求为止，该距离即为信号源的有效覆盖距离。
图8漏泄电缆覆盖模型示意图
信号源的有效覆盖距离L=（Pin–（P0+L1+L2+L3+L4+L5））/S（米）
Pin：
漏泄电缆输入端注入功率；
P0：
最低要求覆盖信号强度；
L1：
漏泄电缆耦合损耗，此项为漏泄电缆指标，一般取95%覆盖概率的耦合损耗，与工作频段有关；
L2：
人体衰落，与车厢内的拥挤程度有关，一般取3-5dB；
L3：
宽度因子，Xlg（d/2），d为终端距离漏泄电缆的距离，X为系数，一般取值在10-20之间，根据实际项目进行模测校准；
L4：
设计衰减余量,一般取3dB；
L5：
车体损耗，与车箱类型有关，一般地铁车体损耗在8-12dB左右，具体损耗取值应以模测为准；
S：
每米漏泄电缆传输损耗，此项为漏泄电缆指标，与工作频段有关。
表1漏泄电缆链路预算表
网络制式
电信
移动
联通
CDMA
1X/DO
FDD-
LTE（2.1G）
FDD-
LTE（1.8G）
GSM900
TD-LTE
-F（1.9G）
WCDMA
FDD-
LTE（1.8G）
设备总功率（dBm）
43
43
43
43
43
43
43
导频功率/单载波功率（dBm）
33
12.2
12.2
37.0
12.2
33
12.2
7/8馈线长（m）
10
10
10
10
10
10
10
7/8百米线损（dBm/100m）
3.83
6.85
6.08
4.08
6.47
6.85
6.08
7/8馈线损耗（dB）
0.38
0.69
0.61
0.41
0.65
0.69
0.61
POI插损（dB）
5
5
5
5
5
5
5
跳线接头损耗（dB）
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
漏泄电缆入口功率（dBm）
27.12
6.52
6.60
31.57
6.56
27.32
6.60
13/8漏泄电缆传输损耗（dB/100m）
2.4
5.5
4.3
2.6
4.6
5.5
4.3
13/8漏泄电缆2米处耦合损耗95%（dB）
75
71
72
74
73
71
72
4米处衰减因子（dB）
3
3
3
3
3
3
3
车体损耗（dB）
12
12
12
12
12
12
12
人体损耗（dB）
5
5
5
5
5
5
5
工程余量（dB）
3
3
3
3
3
3
3
覆盖边缘场强（dBm）
-85
-105
-105
-85
-105
-85
-105
最远端允许最小功率（dBm）
13
-11
-10
12
-9
9
-10
最大允许漏泄电缆衰耗（dB）
14.12
17.02
16.10
19.07
15.06
17.82
16.10
单侧最远覆盖距离L（m）
588
310
374
734
327
324
374
注：
以上结果仅供参考，最终应根据实际工程参数取值计算确定。
二.1.1.3漏泄电缆布放原则
（1）漏泄电缆布放位置
由于地铁列车车体由金属材料及玻璃组成，车窗是损耗相对较小的位置，宜将漏泄电缆布放在车厢车窗上沿高度位置，开孔方向朝向列车，有利于电磁波穿透车窗对用户进行覆盖,布放位置如下所示：
图9漏泄电缆布放位置示意图
由于站台一般设有广告牌，位于站台区间的漏泄电缆宜安装在广告牌上方或下方。
（2）MIMO成对漏泄电缆间距
当隧道布放双缆实现LTEMIMO性能时，两根漏泄电缆距离宜不小于0.5米。
二.1.2地铁站台、站厅覆盖设计
地铁站一般包括站厅层及站台层，根据站厅层的结构情况，在站厅层公共区域及出入通道口使用全向吸顶天线交叉布放的方式进行覆盖，天线覆盖范围20-30米。
图10站台站厅覆盖示意图
二.2小区划分
对于不同类型的地铁站，应采用不同的分区策略:
（1）对于郊区非换乘站，高峰人流量不大，站台、站厅及隧道宜规划为同一个小区。
图11站台站厅隧道共小区示意图
（2）对于城区非换乘站，高峰人流量较大，站台与隧道宜规划为同一小区，站厅单独规划为一个小区。
图12站厅独立小区示意图
（3）对于换乘站，每条地铁的隧道及相应站台宜各规划为一个独立小区，站厅单独规划为一个小区，同时要考虑多个小区间切换问题。
二.3小区切换
地铁场景小区信号切换主要发生在以下几个位置。
（1）乘客出入地铁站的切换；
（2）站厅与站台两小区之间的切换；
（3）隧道区间两小区之间的切换；
（4）列车出入隧道口时与室外小区的切换。
二.3.1乘客出入地铁站的切换
乘客出入地铁站会产生室外宏基站信号和地铁站厅信号之间的切换，可以在扶梯中间位置的顶部加装全向吸顶天线保证足够的重叠覆盖。
图13乘客出入地铁站的切换示意图
二.3.2站厅与站台两小区之间的切换
此切换同2.3.1切换场景一样，一般在扶梯上下口位置布放全向天线保证切换顺利进行。
图14站厅与站台切换示意图
二.3.3隧道两小区之间的切换
列车经过两个小区交会处时会发生信号切换，应设置足够的重叠覆盖区保证切换顺利进行。
图15隧道内切换示意图
以GSM系统为例：
切换时间≤6s，地铁列车设计时速为80km/h（22.3m/s），完成单向切换需要的距离为：
22.3*6=134m。
同理可得，各系统的切换距离如下表:
通信制式
切换时间
列车速度
单向切换距离要求
GSM
≤6s
80km/h
134m
CDMA
≤1s
23m
WCDMA
≤2s
45m
TD-SCDMA
≤2s
45m
LTE
≤1s
23m
为保证各系统在隧道区间两小区之间正常切换，在设计时应以切换重叠区要求最高的系统为准预留满足切换距离的功率余量。
二.3.4列车出入隧道时与室外小区的切换
列车出隧道的过程中，隧道内信号迅速减弱，隧道外信号迅速增强，两侧信号无足够的重叠覆盖区，需在隧道口漏泄电缆末端增加对数周期天线对隧道出口方向进行覆盖，与外部宏网基站形成足够的重叠区，达到顺利切换的目的。
重叠覆盖区的设置要考虑两个原则。
（1）重叠覆盖区的距离要能满足所有系统的切换要求。
（2）重叠覆盖区的距离不能太长，必须控制信号外泄，避免对隧道外室外宏站覆盖区造成干扰。
三隧道覆盖技术要点
隧道一般分为公路隧道和高铁隧道，公路隧道一般较宽敞，隧道内设多车道；高铁隧道一般较狭小，仅能供列车通过。
三.1.1高铁隧道覆盖设计
高铁隧道和地铁隧道结构类似，一般隧道跨度较小，高铁列车距两侧隧道壁较近，宜采用漏泄电缆覆盖。
覆盖原理和地铁隧道相同，只是车体损耗远大于地铁列车（20dB以上），设备一般只能按照在固定的设备洞中。
由于高铁列车通常车速较高，宜在隧道口顶部或在隧道口附近建设抱杆安装对数周期天线将隧道信号充分延伸进行覆盖。
具体覆盖设计参见2.1.1节“地铁隧道覆盖设计”。
图16隧道出入口覆盖示意图
三.1.2公路隧道覆盖设计
公路隧道一般来说比较宽敞，弯曲度较小、高度较高。
相比于地铁隧道、高铁隧道，公路隧道进场协调门槛低，工程实施相对容易，基于覆盖效果及成本综合考虑，宜采用对数周期天线进行覆盖,单天线覆盖范围200-350米。
在电信企业网络覆盖要求较高的隧道，可采用漏泄电缆方式进行覆盖。
图17隧道覆盖示意图
附录A
（资料性附录）
地铁隧道高低频覆盖差异解决方案
低频段800/900MHz系统和其他高频段系统相比有着更好的覆盖优势，在电信企业提出节约低频段信源数量的需求时，可采用透传POI方案实现800/900MHz系统的透传，最大化发挥低频段信源覆盖能力，以节省电信企业低频段信源设备投资。
A.1透传POI的应用
可根据电信企业的要求定制低频透传型POI配合标准化POI使用，以实现在部分合路点将低频信号透明传输，减少低频段信源数量。
采用该方案时，透传POI安装位置应充分和电信企业沟通，在电信企业认可的前提下实施。
图18图A.1透传型POI使用示意图
A.2透传POI的原理
透传型POI实现低频信号透传的原理是：
ANT1口接收来自上一级漏泄电缆的低频信号，通过POI内部合路器的低频口实现信号的透传（用跳线将两低频端口相连），直接通过ANT2口发射至下一级漏泄电缆（反之亦然）。
原理图如下：
图19图A.2透传型POI原理示意图
注：
总部目前已制定标准化9频、12频透传型POI标准，具体指标参见《无源分布系统 多系统接入平台（POI）产品要求V2.0》，供采用透传POI时参考。
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