多系統(tǒng)合路時(shí)地鐵覆蓋

1、多系統(tǒng)合路時(shí)的地鐵覆蓋分析教程2010-09-24 00:26:50 來(lái)源: 【大 中 小】 評(píng)論: 條 一、概述 為滿(mǎn)足移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商公共無(wú)線(xiàn)信號(hào)在地鐵內(nèi)的延伸和覆蓋,國(guó)內(nèi)各大運(yùn)營(yíng)商都在地下車(chē)站設(shè)置公網(wǎng)通信機(jī)房。各運(yùn)營(yíng)商的信源設(shè)備（包括移動(dòng)GSM900基站、DCS1800基站、聯(lián)通GSM900基站、移動(dòng)3G基站、聯(lián)通3G基站、網(wǎng)通3G基站、網(wǎng)通PHS基站、調(diào)頻廣播基站FM和數(shù)微龍芯技術(shù)教程網(wǎng)推薦: 一、概述為滿(mǎn)足移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商公共無(wú)線(xiàn)信號(hào)在地鐵內(nèi)的延伸和覆蓋,國(guó)內(nèi)各大運(yùn)營(yíng)商都在地下車(chē)站設(shè)置公網(wǎng)通信機(jī)房。各運(yùn)營(yíng)商的信源設(shè)備（包括移動(dòng)GSM900基站、DCS1800基站、聯(lián)通GSM900基站、移動(dòng)3G基

2、站、聯(lián)通3G基站、網(wǎng)通3G基站、網(wǎng)通PHS基站、調(diào)頻廣播基站FM和數(shù)字電視設(shè)備）和配套的傳輸系統(tǒng)設(shè)備、電源及接地系統(tǒng)設(shè)備等均安裝在各地下車(chē)站的通信機(jī)房?jī)?nèi)，各運(yùn)營(yíng)商的信號(hào)經(jīng)POI（多系統(tǒng)接入平臺(tái)，包含相應(yīng)信源的功率放大器）合路后，經(jīng)天饋系統(tǒng)的傳輸和輻射，完成對(duì)所有地下車(chē)站站廳、站臺(tái)層及區(qū)間隧道的無(wú)線(xiàn)覆蓋。 內(nèi)容來(lái)自我要自學(xué)網(wǎng)圖1POI為多網(wǎng)接入平臺(tái)，英文全稱(chēng)Point Of Interface，縮寫(xiě)POI，用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的“多網(wǎng)接入”和“透明傳輸”功能。主要用于地鐵、會(huì)展中心、展覽館、機(jī)場(chǎng)等大型建筑室內(nèi)覆蓋。該系統(tǒng)運(yùn)用頻率合路器與電橋合路器對(duì)多個(gè)運(yùn)營(yíng)商、多種制式的移動(dòng)信號(hào)合路后引入天饋分布系統(tǒng)，達(dá)

3、到充分利用資源、節(jié)省投資的目的。為避免干擾，POI分為上、下行兩個(gè)平臺(tái)，分別將上行和下行鏈路信號(hào)分開(kāi)傳輸。POI作為連接無(wú)線(xiàn)通信施主信號(hào)與分布覆蓋信號(hào)（泄漏電纜和天線(xiàn)陣等）的橋梁，其主要功能是對(duì)各運(yùn)營(yíng)商的上行及下行射頻信號(hào)分別進(jìn)行合路及分路，并濾除各頻帶間的干擾成分。POI上行部分的主要功能是將不同制式的手機(jī)發(fā)出的信號(hào)經(jīng)過(guò)天線(xiàn)的收集及饋線(xiàn)的傳輸至上行POI，經(jīng)POI檢出不同頻段的信號(hào)后送往不同運(yùn)營(yíng)商的基站。POI下行部分的主要功能是將各運(yùn)營(yíng)商、不同頻段的載波信號(hào)合成后送往覆蓋區(qū)域的天饋分布系統(tǒng)。POI將各基站不同頻率的信號(hào)合路后，送至天饋分布系統(tǒng)；無(wú)源器件將能量均勻的分布給各個(gè)天線(xiàn)；天線(xiàn)將能量

4、有效的發(fā)射出去，完成對(duì)站廳層以及工作人員休息和作業(yè)區(qū)域的覆蓋；隧道的覆蓋通過(guò)泄漏電纜將能量輻射去完成；高架站的站廳、站臺(tái)及工作區(qū)域、通道使用天線(xiàn)陣方式進(jìn)行覆蓋；PHS信號(hào)通過(guò)合路器合路到站廳、站臺(tái)覆蓋天線(xiàn)陣的下行，滿(mǎn)足PHS系統(tǒng)在站廳、站臺(tái)層的覆蓋。調(diào)頻廣播型號(hào)通過(guò)低頻接入器合路到泄漏電纜中，完成對(duì)隧道區(qū)間的覆蓋。站廳、站臺(tái)層的調(diào)頻廣播信號(hào)覆蓋通過(guò)單獨(dú)布放一套調(diào)頻天饋完成。本文對(duì)地鐵內(nèi)多系統(tǒng)合路時(shí)的覆蓋方式、切換及各系統(tǒng)間需要的隔離度等進(jìn)行了分析總結(jié)，具體如下。二、覆蓋方式分析2.1、站臺(tái)、站廳層覆蓋方式分析站臺(tái)以及站廳覆蓋方式主要有三種。1、室內(nèi)吸頂天線(xiàn)陣方式覆蓋， 2、室內(nèi)定向天

5、線(xiàn)覆蓋方式 3、泄漏電纜覆蓋方式室內(nèi)吸頂天線(xiàn)陣方式覆蓋：信號(hào)覆蓋均勻，吸頂天線(xiàn)那可以進(jìn)行暗裝、部分需要明裝，對(duì)地鐵內(nèi)飾裝修環(huán)境影響不大，作為站臺(tái)及站廳內(nèi)的首選覆蓋方式。另外采用室內(nèi)吸頂天線(xiàn)陣方式覆蓋對(duì)于日后2G、3G擴(kuò)容，便于控制切換區(qū)間；并且站臺(tái)部分采用天線(xiàn)陣方式覆蓋，減少隧道區(qū)間泄漏電纜布放長(zhǎng)度，泄漏電纜只需要從隧道口開(kāi)始布放，節(jié)省隧道區(qū)間覆蓋功率。定向天線(xiàn)方式覆蓋：信號(hào)覆蓋不均勻，某些拐角區(qū)域由于樓梯等建筑阻擋信號(hào)急劇下降，部分工作區(qū)域、設(shè)備間等區(qū)域難以進(jìn)行覆蓋。另外定向吸頂天線(xiàn)不方便進(jìn)行偽裝，影響地鐵整體內(nèi)飾。但是定向天線(xiàn)覆蓋方式天線(xiàn)數(shù)量少，施工簡(jiǎn)單，對(duì)于無(wú)法使用室內(nèi)吸頂天線(xiàn)

6、陣覆蓋方式時(shí)，可作為備選方案。泄漏電纜方式覆蓋：雖然信號(hào)覆蓋電平相對(duì)均勻。但是其造價(jià)高、施工復(fù)雜，并且部分區(qū)域無(wú)法進(jìn)行走線(xiàn)、如工作區(qū)域以及站臺(tái)層部分墻壁為整板壁畫(huà)的情況。因此不建議采用泄漏電纜方式覆蓋站廳、站臺(tái)部分。2.2、隧道區(qū)間蓋方式分析隧道區(qū)間覆蓋采用泄漏電纜方式進(jìn)行覆蓋，對(duì)于區(qū)間距離較短的隧道區(qū)間采用無(wú)源方式覆蓋；對(duì)于較長(zhǎng)的隧道區(qū)間，在覆蓋功率不足時(shí)使用光纖直放站對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大補(bǔ)償覆蓋。2.3、走線(xiàn)路由說(shuō)明目前國(guó)內(nèi)地鐵的站型主要有三種站型：上下兩層站型、“工”字站型、側(cè)式站型。針對(duì)不同的站型，并且考慮到覆蓋功率以及日后分區(qū)擴(kuò)容方便，將采用不同的走線(xiàn)路由策略。具體說(shuō)明如下：上下兩層站型對(duì)

7、于上下兩層站型，POI輸出兩個(gè)端口各覆蓋地鐵站上下兩層。上下兩層站型走線(xiàn)路由示意圖“工”字型站“工”字型站，東、西兩側(cè)站廳必須通過(guò)站臺(tái)繞線(xiàn)溝通，為了平衡功率，采用POI兩個(gè)輸出口各覆蓋東、西兩側(cè)，并且方便日后分區(qū)擴(kuò)容?！肮ぁ弊终拘妥呔€(xiàn)路由示意圖 1 2 3 下一頁(yè) 原創(chuàng)：虹信通信    側(cè)式型站側(cè)式型站，南、北兩側(cè)站廳站臺(tái)必須通過(guò)隧道繞線(xiàn)溝通，為了平衡功率，采用POI兩個(gè)輸出口各覆蓋南、北兩側(cè)，并且方便日后分區(qū)擴(kuò)容。側(cè)式站型走線(xiàn)路由示意圖2.4、PHS系統(tǒng)覆蓋分析PHS系統(tǒng)由于其基站輸出功率低，覆蓋邊緣場(chǎng)強(qiáng)要求高，而成為覆蓋引入的難點(diǎn)，目前可以采用3種方式作為引入

8、方式：PHS基站信號(hào)在POI內(nèi)部合路PHS系統(tǒng)單獨(dú)布線(xiàn)PHS信號(hào)在分布系統(tǒng)合路以下針對(duì)覆蓋效果、施工難度以及經(jīng)濟(jì)成本等因素進(jìn)行對(duì)比，尋找性?xún)r(jià)比最高的解決方案：PHS系統(tǒng)覆蓋引入對(duì)比分析表由以上對(duì)比可見(jiàn)，從覆蓋效果、建設(shè)施工難度、投資成本分析，對(duì)于PHS覆蓋采取在分布系統(tǒng)主干線(xiàn)合路的方式是最佳選擇（見(jiàn)圖1）。三、切換分析地鐵覆蓋時(shí)需要考慮的切換主要分為兩個(gè)方面：地鐵隧道區(qū)間的切換和站廳、站臺(tái)的切換，下面分別進(jìn)行分析。3.1、站廳、站臺(tái)切換在地鐵覆蓋中站廳、站廳一般都是采用同一小區(qū)信號(hào)覆蓋，所以不需要考慮站廳和站廳之間通道的切換；下面將分析常見(jiàn)的兩種切換：行人出入地下站通道的切換、地下站換乘通道的

9、切換。行人出入地下站通道的切換乘客出入地鐵站會(huì)產(chǎn)成室外宏基站信號(hào)和地鐵站廳信號(hào)之間的切換。由于GSM900以及DCS1800都是硬切換系統(tǒng)，因此首先以GSM系統(tǒng)為例進(jìn)行分析。乘客出入地鐵站廳的過(guò)程中，考慮自動(dòng)扶梯運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生瑞利衰落、以及人群擁擠而產(chǎn)生的信號(hào)衰落，而導(dǎo)致手機(jī)信號(hào)強(qiáng)度銳減，造成信號(hào)重疊區(qū)域（切換區(qū)）不夠，只要保證兩個(gè)小區(qū)信號(hào)重疊區(qū)邊緣場(chǎng)強(qiáng)在-85dBm以上及可確保信號(hào)良好無(wú)間斷的切換。由于地鐵站內(nèi)外場(chǎng)強(qiáng)相等后自動(dòng)扶梯運(yùn)行4秒，乘客行進(jìn)的時(shí)間為2秒。假設(shè)人走動(dòng)的速度為3米/秒，則人走過(guò)出入口的距離為：4秒×3米/秒 =12米。只要確保行人出地鐵站12米后，信號(hào)電平在-85dB

10、m以上，即可保證乘客經(jīng)過(guò)地鐵出口平穩(wěn)切換, 根據(jù)上述能量計(jì)算和模擬測(cè)試,完全可以保證經(jīng)過(guò)地鐵出口平穩(wěn)切換。移動(dòng)終端出入地鐵站的過(guò)程，站廳信號(hào)與室外信號(hào)電平場(chǎng)強(qiáng)變化如下：乘客出入地鐵站的切換示意圖對(duì)于CDMA和3G系統(tǒng)，其切換一般為軟切換方式，切換時(shí)間短（一般小于1秒），在與GSM網(wǎng)絡(luò)類(lèi)似條件下更容易實(shí)現(xiàn)良好切換。 3 下一頁(yè) 原創(chuàng)：虹信通信    地下站換乘通道的切換參考以上能量分布圖，分析換乘通道的切換情況； 乘客在換乘通道中： 人行速度為4米/秒，GSM系統(tǒng)切換時(shí)間為5秒： 4米/秒×5秒20米 切換邊緣場(chǎng)強(qiáng)要

11、求為-85dBm，那么在換乘通道內(nèi)保證20米的重疊覆蓋區(qū)，并保證最低場(chǎng)強(qiáng)高于切換門(mén)限電平即可保證平滑切換。 對(duì)于CDMA和3G系統(tǒng)，其切換一般為軟切換方式，切換時(shí)間短（一般小于1秒），在與GSM網(wǎng)絡(luò)類(lèi)似條件下更容易實(shí)現(xiàn)良好切換。3.2、隧道內(nèi)切換隧道內(nèi)兩小區(qū)的切換通常有兩種情況，信源共址以及信源不共址。本文只分析信源不共址的情況。針對(duì)以后的分區(qū)擴(kuò)容，每站各系統(tǒng)可能擴(kuò)容到兩套信源。兩小區(qū)基站信源設(shè)備放置在不同機(jī)房，覆蓋方式是由兩邊向中間。我們使兩站間整個(gè)隧道中的漏纜保持接通狀態(tài)，當(dāng)機(jī)車(chē)經(jīng)過(guò)隧道中段時(shí)，原小區(qū)信號(hào)逐漸減弱，切入小區(qū)的信號(hào)逐漸增強(qiáng)，沒(méi)有信號(hào)突然消失的情況，避免了移動(dòng)臺(tái)因?yàn)榍?/p>

12、換時(shí)間不足造成掉話(huà)。通過(guò)控制泄漏電纜末端的輸出功率來(lái)保證平滑切換。隧道內(nèi)切換示意圖泄漏電纜末端輸出功率：XdBm 切換重疊區(qū)間的長(zhǎng)度：切換時(shí)間為5S，列車(chē)的行駛速度為80km/h（22m/s），所以切換距離約為110米。  以DCS1800為例，1-5/8泄漏電纜，100米損耗約5dBm。按照最低邊緣場(chǎng)強(qiáng)-80dBm計(jì)算，在切換時(shí)間5秒時(shí)，a小區(qū)邊緣場(chǎng)強(qiáng)約為-87dBm。 由于隧道內(nèi)無(wú)線(xiàn)信號(hào)較為純凈，-87dBm的信號(hào)電平完全可以滿(mǎn)足通話(huà)質(zhì)量。 CDMA800在泄漏電纜中的傳輸損耗為2.2dBm/100m，其切換為軟切換，切換時(shí)間短（一般小于1秒），在與

13、GSM網(wǎng)絡(luò)類(lèi)似條件下更容易實(shí)現(xiàn)良好切換。對(duì)于WCDMA系統(tǒng)，當(dāng)隧道中兩個(gè)小區(qū)的Ec/Io相差3dB時(shí)，軟切換申請(qǐng)將被觸發(fā)，并且很快進(jìn)入軟切換狀態(tài)，即WCDMA軟切換的觸發(fā)申請(qǐng)?jiān)谒淼肋吘増?chǎng)強(qiáng)臨界點(diǎn)之前，而硬切換時(shí)間觸發(fā)點(diǎn)在隧道邊緣場(chǎng)強(qiáng)臨界點(diǎn)之后。計(jì)算參考書(shū)目：900MHz TDMA數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)設(shè)備總技術(shù)規(guī)范 第二部分 基站子系統(tǒng)（BSS）設(shè)備技術(shù)規(guī)范信息產(chǎn)業(yè)部關(guān)于800MHz頻段CDMA系統(tǒng)基站和直放機(jī)雜散發(fā)射限值及與900MHz頻段GSM系統(tǒng)鄰頻共用設(shè)臺(tái)要求的通知（信部無(wú)200265號(hào)）YD/T 1029-1999 800MHz CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)備總技術(shù)規(guī)范：基站部分YD/T 1047-2000 800MHz CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)設(shè)備總測(cè)試規(guī)范：基站部分ARIB RCR STD-28. Personal Handyphone System ARIB Standard Version 3.3.2000,3TSM 11.21 V310_CWTS_3G digital cellular telecommunications system_Base Stat