沈丹客專隧道公網(wǎng)覆蓋工程20150428-可研最終

1、沈陽至丹東鐵路客運(yùn)專線隧道公網(wǎng)覆蓋工程(紅線內(nèi))可行性研究全一冊鐵道第三勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司2015 年 04月天津目錄1概述11.1設(shè)計依據(jù)11.2設(shè)計范圍11.3設(shè)計階段21.4分工界面21.4.1設(shè)計分工界面21.4.2施工分工界面21.5工程概況32建設(shè)的必要性53總體建設(shè)思路64系統(tǒng)需求指標(biāo)65鐵路資源現(xiàn)狀75.1槽道資源75.2桿塔資源75.3隧道外場地資源85.4隧道內(nèi)洞室資源85.5過軌資源85.6隧道壁資源86設(shè)備參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)97通信設(shè)計方案107.1鏈路預(yù)算107.1.1漏泄電纜指標(biāo)分析107.1.2鏈路預(yù)算參數(shù)117.1.3隧道內(nèi)鏈路預(yù)算117.1.4隧道口鏈路預(yù)算1

2、37.2干擾分析177.2.1系統(tǒng)間干擾的分類177.2.2系統(tǒng)間干擾的隔離原則187.2.3雜散隔離度197.2.4互調(diào)隔離度207.2.5阻塞隔離度207.2.6公網(wǎng)通信系統(tǒng)間干擾217.2.7公網(wǎng)通信系統(tǒng)對鐵路專用通信系統(tǒng)干擾227.3切換分析237.4多普勒頻移的影響247.5容量分析247.6組網(wǎng)方案267.7設(shè)備位置287.8漏纜安裝要求367.9光纜徑路377.10電源377.11防雷接地裝置387.12設(shè)備防水388電力設(shè)計方案388.1鐵路電源設(shè)計情況388.2供電原則398.3供電方案399需要說明的情況4010施工注意事項(xiàng)42設(shè) 計 單 位：鐵道第三勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司

3、電化電信處編 寫：趙留俊專 業(yè) 審 核：周建美專 業(yè) 審 定：江凌翔項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：趙留俊1 概述1.1 設(shè)計依據(jù)1.設(shè)計委托書（暫缺）2.關(guān)于印發(fā)<鐵道部與中國移動通信集團(tuán)公司戰(zhàn)略合作框架協(xié)議>的通知（辦運(yùn)發(fā)2008）184 號）3.工業(yè)與信息化部、鐵道部關(guān)于加強(qiáng)鐵路沿線通信基礎(chǔ)設(shè)施共建共享的通知(工信部聯(lián)通201099 號）4.高速鐵路設(shè)計規(guī)范（TB10020-2014）5.鐵路數(shù)字調(diào)度通信系統(tǒng)及專用無線通信系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范（TB10086-2009）6.900/1800 MHz TDMA數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)工程設(shè)計規(guī)范（YD/T 5104-2005）7.800MHz/ 2GHz CDM

4、A 2000數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)工程設(shè)計暫行規(guī)定（YD/T 5110-2009）8.2GHz WCDMA 數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)工程設(shè)計暫行規(guī)定（YD/T 5111-2009）9.電信基礎(chǔ)設(shè)施共建共享工程技術(shù)暫行規(guī)定（YD5191-2009）10.關(guān)于2015年推進(jìn)電信基礎(chǔ)設(shè)施共建共享的實(shí)施意見（工信部聯(lián)通2014586號）11.遼寧鐵塔公司提供的相關(guān)資料1.2 設(shè)計范圍本次設(shè)計范圍為沈丹客專沿線隧道移動、聯(lián)通和電信各系統(tǒng)安裝工程設(shè)計，包括設(shè)備安裝、光纜敷設(shè)、漏纜掛設(shè)和電力配套等工程。各系統(tǒng)的容量、相互間干擾、覆蓋指標(biāo)、業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量、切換和小區(qū)規(guī)劃等內(nèi)容的設(shè)計，由廣東電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司根據(jù)鐵路提

5、供的鐵路紅線內(nèi)既有設(shè)施情況進(jìn)行設(shè)計。1.3 設(shè)計階段可行性研究。1.4 分工界面1.4.1 設(shè)計分工界面鐵道第三勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司（以下簡稱 “鐵三院”）根據(jù)鐵塔公司提供的紅線外BBU位置和運(yùn)營商提供的組網(wǎng)設(shè)計方案，負(fù)責(zé)鐵路紅線內(nèi)設(shè)備安裝、光纜敷設(shè)及引出、纖芯分配、漏纜掛設(shè)和電力配套等工程的設(shè)計，包括紅線內(nèi)光纜引出點(diǎn)光交箱位置的設(shè)計，光交箱暫定在紅線外鐵路柵欄旁。廣東電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司根據(jù)鐵三院提供的紅線內(nèi)鐵路資源及運(yùn)營商提供的系統(tǒng)需求指標(biāo)，負(fù)責(zé)可行性研究階段各系統(tǒng)鏈路預(yù)算、相互間干擾、各系統(tǒng)切換和容量等內(nèi)容的設(shè)計，包括根據(jù)紅線內(nèi)各系統(tǒng)設(shè)備位置，預(yù)測各系統(tǒng)覆蓋距離和業(yè)務(wù)指標(biāo)等。各運(yùn)營商

6、及其設(shè)計院負(fù)責(zé)相應(yīng)系統(tǒng)RRU的組網(wǎng)設(shè)計，包括紅線內(nèi)外RRU共小區(qū)、設(shè)備級聯(lián)、紅線內(nèi)RRU與紅線外BBU的連接關(guān)系等。1.4.2 施工分工界面（1）根據(jù)關(guān)于印發(fā)<鐵道部與中國移動通信集團(tuán)公司戰(zhàn)略合作框架協(xié)議>的通知（辦運(yùn)發(fā)2008）184 號）的要求，鐵路紅線內(nèi)的施工只能由具備鐵路施工資質(zhì)的施工單位完成。由于在鐵路紅線內(nèi)施工需要多個鐵路維護(hù)站段同意及配合，協(xié)調(diào)工作量極大。因此，紅線內(nèi)一切施工均有鐵路施工單位負(fù)責(zé)。（2）鐵路施工單位負(fù)責(zé)紅線內(nèi)光纜引出點(diǎn)光交箱（暫定在紅線外鐵路柵欄旁）的施工，負(fù)責(zé)將紅線內(nèi)光纜接至光交箱上。（3）紅線外施工單位負(fù)責(zé)將BBU至紅線內(nèi)RRU的光纜接至紅線外鐵路

7、柵欄旁的光交箱上。1.5 工程概況沈陽至丹東鐵路客運(yùn)專線位于遼寧省中東部沈陽市、本溪市和丹東市境內(nèi)。線路起自沈陽南站，經(jīng)本溪經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)、本溪、南芬、通遠(yuǎn)堡、鳳凰城，止于丹東市，正線全長205.704 km。其中沈陽市范圍25.999 km，本溪市范圍87.742 km，丹東市范圍91.963 km。本工程正線路基39.931km，占線路長度的19.4%；橋梁82座，75.702km，占線路長度的36.8%；隧道58座89.88 km，占線路長度的43.8%。沈丹客運(yùn)專線設(shè)計速度目標(biāo)值為250公里/小時，初期運(yùn)營速度為200公里/小時。全線設(shè)車站8個，其中沈陽南站單獨(dú)建設(shè)，本溪、丹東為既有站

8、，本溪新城、南芬北、通遠(yuǎn)堡西、鳳城東、五龍背東為新建車站。沈丹客專隧道位于本溪市和丹東市境內(nèi)，兩市的分界里程為DK120+910。本溪市隧道長度50.32km，丹東市隧道長度39.56km，程家堡子隧道在兩個市域境內(nèi)各1Km。隧道情況如下表所示。編號隧道名稱隧道長度（m）歸屬地市1大柳峪隧道1710本溪市2西山城子隧道10703響山子1號隧道367.54響山子2號隧道10655新嶺隧道1550.26唐家堡子隧道10227趙地溝隧道159.428威寧營隧道2508.79小明溝隧道1534.910太子河1號隧道249.7511太子河2號隧道507.6512姚家1號隧道28313姚家2號隧道598.

9、114本溪隧道6717.2215大頂山隧道626516金坑隧道193517南芬隧道7346.918下馬塘隧道85019道扎子隧道111.720閣老灣溝隧道1744.421連山關(guān)隧道1793.822六道溝隧道3311.1623于家?guī)X隧道467524于家西溝隧道1936.1525程家堡子隧道2033.72（兩市分界）26陳家堡子1號隧道2310丹東市27陳家堡子2號隧道736.4228西二道房隧道54029蘆家南溝隧道989.3230于家堡子1號隧道27031于家堡子2號隧道1816.3532張家溝隧道95033王大溝隧道657.434高小嶺隧道107035大甸子隧道1650.336小河口隧道58

10、7.437東嶺隧道2694.638陡嶺子堡隧道184539丁家房隧道871.140三道河隧道303.241五道溝隧道217042大東溝隧道40543曹家堡子隧道339544夏家堡子隧道79045廟溝隧道825.946張家堡子隧道138047李家堡子1號隧道141.3448李家堡子2號隧道49549太平山隧道203350佛爺溝1號隧道258.3651佛爺溝2號隧道108552關(guān)家街隧道44753烏拉草溝隧道34054五龍背1號隧道347.255五龍背2號隧道52056新康隧道36057甲家堡子隧道165558錦江山隧道4595合計898792 建設(shè)的必要性沈丹客運(yùn)專線使“沈陽至丹東一小時經(jīng)濟(jì)圈”

11、成為現(xiàn)實(shí)，是促進(jìn)遼寧中部城市群與遼寧沿海經(jīng)濟(jì)帶兩大板塊溝通交融，推進(jìn)沈陽本溪一體化進(jìn)程的有效途徑，對于提高東北地區(qū)的經(jīng)濟(jì)競爭力有著重要意義。沈丹客運(yùn)專線北端可經(jīng)沈陽樞紐銜接哈大鐵路通道并進(jìn)而連通平齊、濱洲鐵路通道抵達(dá)滿洲里口岸，亦可經(jīng)沈陽樞紐銜接京沈通道直達(dá)首都北京；南端經(jīng)丹東地區(qū)銜接朝鮮鐵路進(jìn)而連通京義鐵路抵達(dá)韓國，是亞歐陸橋通道尤其是中朝國際聯(lián)運(yùn)通道的重要組成部分。沈丹客專建成后，沈陽至丹東之間列車運(yùn)行時間將由4個小時縮短為1個小時左右，鐵路客流量尤其是高端人群的客流量將大大提高。根據(jù)公眾移動通信網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，乘坐高速鐵路客運(yùn)專線的旅客其話務(wù)量及數(shù)據(jù)通信量均比一般用戶大，且對移動通信網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量

12、要求較高。由于沈丹隧道內(nèi)無公眾移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋，而隧道長度占線路長度的43.8%，若不對隧道內(nèi)進(jìn)行公網(wǎng)覆蓋，將導(dǎo)致旅客大部分時間無法通信。對沈丹客專隧道進(jìn)行覆蓋，對于滿足運(yùn)營商市場需求，鞏固及發(fā)展市場，提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和市場競爭力，提升國門通道形象等均有重要作用。因此，沈丹客專公眾移動網(wǎng)絡(luò)覆蓋工程的形象意義更重于其實(shí)際收入，在沈丹客專建設(shè)的同時對全線隧道進(jìn)行公眾移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋是十分必要的。3 總體建設(shè)思路1.根據(jù)鐵塔公司確認(rèn)的需求，隧道接入移動GSM（900MHz）、移動TD-LTE（1800MHz）、聯(lián)通WCDMA（2100MHz）、聯(lián)通FDD-LTE（1800MHz）、電信CDMA2000（

13、800MHz）、電信FDD-LTE（1800MHz），共6套系統(tǒng)。2.隧道內(nèi)新設(shè)兩條（分上下行）1-5/8英寸漏纜，漏纜間距0.5m，在隧道口用定向天線延伸隧道內(nèi)信號至隧道外，保證切換順利進(jìn)行。定向天線掛設(shè)在隧道口新設(shè)的桿上。3.利用鐵路沿線既有BBU，在隧道口及隧道內(nèi)綜合洞室、通信洞室、信息防災(zāi)洞室或電力洞室內(nèi)新設(shè)RRU，結(jié)合漏泄同軸電纜方式對隧道內(nèi)進(jìn)行覆蓋。4.根據(jù)各系統(tǒng)RRU設(shè)備間距的要求，充分利用隧道口場地和隧道內(nèi)洞室資源，最大限度滿足各系統(tǒng)覆蓋指標(biāo)要求。5.本工程所有新設(shè)的RRU由鐵路電力系統(tǒng)提供電源，新設(shè)設(shè)備所需光、電纜利用鐵路專用通信槽道和電力槽道敷設(shè)。6.本工程敷設(shè)低煙無鹵、阻

14、燃、防鼠長途通信光纜。從沈陽至丹東敷設(shè)一條48芯光纜，在GSM-R基站或直放站位置和車站引出。隧道覆蓋工程根據(jù)紅線外BBU帶RRU的數(shù)量，短隧道敷設(shè)48芯光纜，長隧道及隧道群敷設(shè)144芯光纜。7.根據(jù)鏈路預(yù)算結(jié)果，GSM和CDMA系統(tǒng)RRU間距按照1km左右設(shè)計，TD-LTE、WCDMA和FDD-LTE系統(tǒng)RRU間距按照0.5km左右設(shè)計。4 系統(tǒng)需求指標(biāo)根據(jù)遼寧鐵塔公司提供的資料，各系統(tǒng)頻段及需求指標(biāo)如下表所示。系統(tǒng) 指標(biāo)上行頻率范圍（MHz）下行頻率范圍（MHz）下行場強(qiáng)覆蓋指標(biāo)覆蓋概率上下行速率指標(biāo)（Mbps）MIMO需求移動GSM900893909938954-85dBm95%移動TD

15、-LTE 180018851915188519151.RSRP-110dBm；2.接收SINR-3dB95%小區(qū)邊緣速率：1是聯(lián)通WCDMA19401975213021651.RSCP-95dBm；2.Ec/Io-12dB；95%下行/上行:2/1聯(lián)通FDD-LTE 180017351765183018601.RSRP-110dBm；2.接收SINR-5dB90%1.小區(qū)邊緣速率：下行/上行:2/0.5122.小區(qū)平均吞吐率：下行/上行:25/15是電信CDMA825835870880-95dBm99%下行FTP吞吐率0.3，上行FTP吞吐率0.15電信FDD-LTE 180017651780

16、186018751.RSRP-110dBm；2.接收SINR-3dB99%PDCP 層下行速率40，上行速率10是5 鐵路資源現(xiàn)狀5.1 槽道資源在沈丹客運(yùn)專線線路兩側(cè)分別有通信槽道和電力槽道，在隧道口及區(qū)間鐵路GSM-R基站、直放站處，有從路基或路塹邊坡引出至通信院落的通信和電力槽道（部分為鋼管）。通信槽道內(nèi)已有1條鐵路貫通光纜，隧道區(qū)域有短段光纜，電力槽道內(nèi)已有10kV貫通電纜。本工程光纜應(yīng)敷設(shè)在通信槽道內(nèi)，公網(wǎng)電纜應(yīng)敷設(shè)在電力槽道內(nèi)。根據(jù)鐵路電力設(shè)計規(guī)范，10kV高壓電纜應(yīng)與380V低壓電纜隔離。目前，槽道蓋板均已蓋上，為避免高速列車經(jīng)過時引起蓋板晃動，槽道蓋板均已用水泥封死。5.2 桿

17、塔資源沈丹客專部分隧道口設(shè)有GSM-R通信鐵塔或12m桿。鐵塔一般具有兩層平臺，鐵路使用最上層平臺；12m桿只有1副天線抱桿，已掛設(shè)鐵路GSM-R天線。5.3 隧道外場地資源沈丹客專部分隧道口設(shè)有鐵路GSM-R基站或直放站院落，院內(nèi)有設(shè)備房屋（磚房）、箱式變壓器、天線桿塔和視頻桿等設(shè)施。5.4 隧道內(nèi)洞室資源沈丹客專隧道內(nèi)有綜合洞室、通信洞室、信息防災(zāi)洞室和電力洞室。綜合洞室是隧道內(nèi)最多的洞室，一般雙側(cè)間隔250米，單側(cè)間隔500米，用于應(yīng)急避車，無防護(hù)門，洞室內(nèi)無設(shè)備，由工務(wù)段負(fù)責(zé)維護(hù)。通信洞室一般間隔1.5公里，有防護(hù)門，洞室內(nèi)設(shè)有GSM-R直放站遠(yuǎn)端機(jī)、配電箱、光纜終端盒和電源環(huán)境監(jiān)控等

18、壁掛設(shè)備，由通信段負(fù)責(zé)維護(hù)。長度大于5公里的隧道設(shè)有信息防災(zāi)洞室，一般間隔3公里左右，有防護(hù)門，洞室內(nèi)設(shè)有隧道防災(zāi)機(jī)柜，由通信段負(fù)責(zé)維護(hù)。電力洞室一般間隔3公里左右，有防護(hù)門，洞室內(nèi)設(shè)有箱式變壓器，由供電段負(fù)責(zé)維護(hù)。根據(jù)相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，以上洞室均有公網(wǎng)設(shè)備壁掛的空間，但鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試及開通運(yùn)營之后，通信洞室、信息防災(zāi)洞室和電力洞室防護(hù)門均已鎖閉，在這些洞室內(nèi)安裝公網(wǎng)設(shè)備需維護(hù)單位同意并派人配合才能施工。5.5 過軌資源沈丹客專各隧道口和隧道內(nèi)通信洞室、信息防災(zāi)洞室及電力洞室處均預(yù)留過軌鋼管，可以將線纜從線路一側(cè)引至另一側(cè)。綜合洞室處無過軌資源，因此一個隧道只能使用一側(cè)的綜合洞室。5.6 隧道壁資源

19、根據(jù)高速鐵路設(shè)計規(guī)范，沈丹客專隧道內(nèi)輪廓如圖1所示。圖1 沈丹客專隧道內(nèi)輪廓（單位：cm）長度大于500米的隧道一般設(shè)有隧道照明電纜，距軌面掛高約為3.2米。根據(jù)鐵路數(shù)字調(diào)度通信系統(tǒng)及專用無線通信系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范，漏纜與隧道照明電纜間距應(yīng)不小于0.6米。6 設(shè)備參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)根據(jù)遼寧鐵塔公司提供的資料，各系統(tǒng)、各地市的設(shè)備參數(shù)如下表所示。系統(tǒng)廠家用電類型最大功耗（W）尺寸（長*寬*深）（mm）接頭類型級聯(lián)數(shù)量建議級聯(lián)數(shù)量是否支持合并小區(qū)BBU帶RRU數(shù)量備注移動GSM華為交流450400*300*120DIN123是72移動TD-LTE華為交流400400*300*100N63是12聯(lián)通WCDMA

20、（丹東）中興直流/交流295422*218*133DIN33是6聯(lián)通WCDMA（本溪）諾基亞直流/交流259486*324*155N23是3小區(qū)合并與級聯(lián)不能同時使用聯(lián)通FDD-LTE 1800華為直流/交流240400*300*150DIN43是6電信CDMA貝爾交流200471*268*246DIN32是6電信FDD-LTE 1800貝爾交流435443*300*172DIN21是67 通信設(shè)計方案7.1 鏈路預(yù)算7.1.1 漏泄電纜指標(biāo)分析當(dāng)采用泄漏電纜實(shí)現(xiàn)信號的輻射時，需要對漏纜的最大鋪設(shè)距離進(jìn)行估算，以下列舉三種常用的泄漏電纜參數(shù)。饋線廠商饋線型號頻段(MHz)衰減(dB/hm)耦合

21、損耗（95%）1泄漏電纜安德魯RCT7-CPUS-4A-RNA8001.9689002.26318005.25521004.658焦作WDZ-SLYWY-50-428002.0709002.26618005.55721005.066RFSRLKU158-50JFNAH8002.2689002.37018003.76521004.466中天8001.9689002.06518003.56221004.661以安德魯RCT7-CPUS-4A-RNA型號全頻段漏纜為例，該漏纜在800MHz、900MHz、1800MHz和2100MHz頻段耦合衰減較小，適合2G、3G和4G多系統(tǒng)合路，其指標(biāo)如下：7.

22、1.2 鏈路預(yù)算參數(shù)對于上、下行隧道區(qū)間進(jìn)行鏈路預(yù)算時，根據(jù)系統(tǒng)需求指標(biāo)、設(shè)備參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)，對各系統(tǒng)上、下行鏈路進(jìn)行預(yù)算。影響隧道內(nèi)無線信號上、下行鏈路的因素主要有以下幾點(diǎn)?；局烈苿邮謾C(jī)(下行鏈路)移動手機(jī)至基站(上行鏈路)A基站設(shè)備輸出功率A移動手機(jī)輸出功率B分路器損耗B. 車體損耗CPOI插損C人體損耗（腰部）D射頻電纜、跳線及接頭損耗D隧道寬度因子影響E漏纜傳輸損耗E漏纜空間耦合修正值F漏纜空間耦合損耗（95%）F漏纜空間耦合損耗（95%）G漏纜空間耦合損耗修正值G漏纜傳輸損耗H車體損耗H射頻電纜、跳線及接頭損耗I人體損耗（腰部）IPOI插損J. 隧道寬度因子影響J分路器損耗（1）隧

23、道內(nèi)車門關(guān)閉，GSM和CDMA系統(tǒng)按照車內(nèi)移動手機(jī)的車體損耗按25dB，LTE及WCDMA系統(tǒng)按照車內(nèi)移動手機(jī)的28dB；（2）人體損耗按2dB；（3）隧道寬度因子影響為12dB（漏纜距遠(yuǎn)處車廂的中部約8米）；（4）POI按上、下行均2路輸出考慮，插入損耗按6dB。7.1.3 隧道內(nèi)鏈路預(yù)算（1） 下行鏈路預(yù)算（2）上行鏈路預(yù)算根據(jù)以上計算，以上各系統(tǒng)均為下行受限，得出如下結(jié)論：1）移動GSM900 RRU單方向最大能覆蓋575m，RRU設(shè)備間距可按1000米設(shè)計；2）電信CDMA800 RRU單方向最大能覆蓋500m，RRU設(shè)備間距可按1000米設(shè)計；3）移動TD-LTE RRU單方向最大能

24、覆蓋327m，RRU設(shè)備間距可按654米設(shè)計；4）聯(lián)通、電信FDD-LTE RRU單方向最大能覆蓋283米，RRU設(shè)備間距可按565米設(shè)計；5）聯(lián)通WCDMA RRU單方向最大能覆蓋380米，RRU設(shè)備間距可按761米設(shè)計；為適應(yīng)不同系統(tǒng)的覆蓋需求，根據(jù)隧道內(nèi)可用洞室的實(shí)際情況，本工程GSM900和CDMA800系統(tǒng)RRU間距約為1000米，WCDMA、TD-LTE和FDD-LTE系統(tǒng)RRU間距約為500米。7.1.4 隧道口鏈路預(yù)算以隧道第一個洞室內(nèi)設(shè)備距隧道口150米為例，假設(shè)漏纜接的全頻段天線的增益約為8.5dBm，隧道外天線掛設(shè)高度為9m時，其鏈路預(yù)算如下表所示。本工程部分隧道口可將桿

25、設(shè)在隧道頂部附近，天線掛設(shè)高度約為18m，這種情況下其鏈路預(yù)算如下表所示。根據(jù)以上鏈路預(yù)算，結(jié)合隧道內(nèi)洞室和隧道口設(shè)備情況，各隧道口預(yù)測覆蓋距離如下表所示。（1）隧道口有設(shè)備（2）隧道內(nèi)洞室距隧道口50米（3）隧道內(nèi)洞室距隧道口100米（4）隧道內(nèi)洞室距隧道口200米（5）隧道內(nèi)洞室距隧道口250米（6）隧道內(nèi)洞室距隧道口300米由于高速鐵路列車穿透損耗較大，全頻段天線增益較低，在經(jīng)過150米泄露電纜及POI損耗后，隧道口出的信號延伸有限，需采用隧道內(nèi)外小區(qū)合并、同PN等技術(shù)提高重疊覆蓋區(qū)域，降低切換失敗次數(shù)。7.2 干擾分析7.2.1 系統(tǒng)間干擾的分類（1）雜散干擾雜散干擾是一個系統(tǒng)的發(fā)射頻

26、段外的雜散發(fā)射落入到另外一個系統(tǒng)接收頻段內(nèi)造成的干擾，其發(fā)射電平可以降低而不致影響相應(yīng)信息的傳遞；雜散發(fā)射包含諧波發(fā)射、寄生發(fā)射、互調(diào)產(chǎn)物及變頻產(chǎn)物，但帶外發(fā)射除外。干擾基站在被干擾基站接收頻段內(nèi)產(chǎn)生雜散輻射，并且干擾基站的發(fā)送濾波器沒有提供足夠的帶外衰減，會引起接收機(jī)噪聲基底的增加而導(dǎo)致接收機(jī)靈敏度的降低。（2）互調(diào)干擾互調(diào)干擾是指由于系統(tǒng)的非線性導(dǎo)致多載頻合成產(chǎn)生的互調(diào)產(chǎn)物落到相鄰系統(tǒng)的上行頻段，使接收機(jī)信噪比下降的干擾情況。（3）阻塞干擾阻塞干擾是指當(dāng)較強(qiáng)功率加于接收機(jī)端時，可能導(dǎo)致接收機(jī)過載，使它的增益下降的干擾情況。為防止接收機(jī)過載，從干擾基站接收的總的載波功率電平需要低于它的1dB

27、壓縮點(diǎn)。7.2.2 系統(tǒng)間干擾的隔離原則系統(tǒng)間的隔離度通常用最小耦合損耗MCL來表示，MCL是指發(fā)射基站到接收基站之間的路徑損耗，包括天線增益和饋線損耗。為了得到足夠的隔離度，需要遵守以下三條規(guī)避準(zhǔn)則：（1）雜散干擾規(guī)避準(zhǔn)則：被干擾基站從干擾基站接收到的雜散輻射信號強(qiáng)度應(yīng)比它的接收機(jī)噪底低7dB；被干擾終端接收到的雜散輻射信號強(qiáng)度應(yīng)比它的接收機(jī)噪底低0dB；（2）互調(diào)干擾規(guī)避準(zhǔn)則：在被干擾基站生成的三階互調(diào)干擾電平比它的接收機(jī)噪底低7dB；（3）阻塞干擾規(guī)避準(zhǔn)則：被干擾基站從干擾基站接收到的總載波功率應(yīng)比接收機(jī)的1dB壓縮點(diǎn)低5dB。為滿足干擾隔離的靈敏度損失原則，下面對系統(tǒng)靈敏度進(jìn)行定量分析

28、，如下所示：其中Ptotal表示被干擾基站天線連接處接收到的總干擾功率（mW），Pb表示被干擾基站的接收噪聲底限（mW），Pi表示干擾基站的雜散輻射在被干擾基站的接收機(jī)處引入的噪聲功率（mW），Nb表示被干擾基站的接收噪聲底限（dBm），Ni表示干擾基站的雜散輻射在被干擾基站的接收機(jī)處引入的噪聲功率（dBm）。干擾功率與靈敏度損失的具體對應(yīng)關(guān)系如下圖所示：為了減少靈敏度的損失控制干擾，這里取Ni-Nb=-6.9dB（通常取7dB）作為雜散輻射的干擾底限，這時靈敏度損失0.8dB（通常取1dB）對系統(tǒng)的影響很小，可忽略。7.2.3 雜散隔離度由于發(fā)射機(jī)輸出的信號通常為大功率信號，在產(chǎn)生大功率信號

29、的過程中會在發(fā)射信號的頻帶之外產(chǎn)生較高的雜散，而且這些雜散分布在非常寬的頻率范圍內(nèi)。如果雜散落入某個系統(tǒng)接收頻段內(nèi)的幅度較高，受害系統(tǒng)的前端濾波器無法有效濾出，會導(dǎo)致接收系統(tǒng)的輸入信噪比降低，通信質(zhì)量惡化。通常認(rèn)為干擾基站落入受害系統(tǒng)的干擾在低于受害系統(tǒng)內(nèi)部的熱噪聲7dB以下（此時受害系統(tǒng)的靈敏度惡化不到1dB），此時干擾可以忽略。這樣對應(yīng)雜散所需要的隔離度為：MCLPspu10Log ( WInterfering / WAffected )PnNf7其中： MCL為隔離度要求 Pspu為干擾基站的雜散輻射電平，單位為dBm WInterfering為干擾電平的測量帶寬，單位為kHz WAff

30、ected 為被干擾系統(tǒng)的信道帶寬，單位為kHz Pspu10Log ( WInterfering / WAffected )為干擾基站在被干擾系統(tǒng)信道帶寬內(nèi)的雜散輻射電平 Pn為被干擾系統(tǒng)的接收帶內(nèi)熱噪聲，單位為dBm Nf為接收機(jī)的噪聲系數(shù)，基站的接收機(jī)噪聲系數(shù)一般不會超過5dB7.2.4 互調(diào)隔離度計算公式：MCL = MAX(P1,P2,P3) +POI合路器互調(diào)PnNf7MCL為隔離度要求；Pn 為被干擾系統(tǒng)的接收帶內(nèi)熱噪聲，單位為dBm；Nf為接收機(jī)的噪聲系數(shù)，基站的接收機(jī)噪聲系數(shù)一般不會超過5dB；P1為干擾系統(tǒng)1的信號電平（dBm）；P2為干擾系統(tǒng)2的信號電平（dBm）；P3為

31、干擾系統(tǒng)3的信號電平（dBm）；POI合路器的互調(diào)指標(biāo)，一般為-130-150dBc，在這里，取-140dBc。這里計算的互調(diào)要求的隔離度是按最大的干擾信號進(jìn)行計算的，實(shí)際上的互調(diào)信號電平都不大于這個值。7.2.5 阻塞隔離度當(dāng)一個較大干擾信號進(jìn)入接收機(jī)前端的低噪放時，由于低噪放的放大倍數(shù)是根據(jù)放大微弱信號所需要的整機(jī)增益來設(shè)定的，強(qiáng)干擾信號電平在超出放大器的輸入動態(tài)范圍后可能會將放大器推入到非線性區(qū)，導(dǎo)致放大器對有用的微弱信號的放大倍數(shù)降低，甚至完全抑制，從而嚴(yán)重影響接收機(jī)對弱信號的放大能力，影響系統(tǒng)的正常工作。在多系統(tǒng)設(shè)計時只要保證到達(dá)接收機(jī)輸入端的強(qiáng)干擾信功率不超過系統(tǒng)指標(biāo)要求的阻塞電平

32、，系統(tǒng)就可以正常的工作。假設(shè)接收機(jī)的阻塞電平指標(biāo)為Pb，干擾發(fā)射機(jī)的輸出功率為Po，只要：Pb接收的干擾電平PoMCL強(qiáng)干擾信號不會阻塞接收機(jī)，這種情況下需要的系統(tǒng)間隔離度為：MCLPoPb7.2.6 公網(wǎng)通信系統(tǒng)間干擾根據(jù)各系統(tǒng)的雜散系數(shù)及噪聲基底，公網(wǎng)通信系統(tǒng)間的雜散干擾計算結(jié)果如下：干擾系統(tǒng)CDMAGSMWCDMALTE1800TD-LTE(F頻段)DCS1800被干擾系統(tǒng)SICDMA-1158790272787GSM-1235928353528WCDMA-1108030363630TD-SCDMA-115803030414130LTE1800-10359883781TD-LTE-103

33、8018183881DCS-1237928285555根據(jù)上面對雜散隔離度計算，在公網(wǎng)通信系統(tǒng)間需要重點(diǎn)隔離的是WCDMA和CDMA 800MHz系統(tǒng)，隔離度需求為90dB。公網(wǎng)通信系統(tǒng)間的阻塞干擾計算結(jié)果如下：干擾系統(tǒng)被干擾系統(tǒng) CDMAGSMWCDMALTE1800TD-LTEDCSCDMA4659595963GSM5635353537WCDMA5860585860TD-SCDMA272983838329LTE18005961595929TD-LTE5961595929DCS4345434343對公網(wǎng)通信系統(tǒng)間的開啟MIMO模式互調(diào)干擾分析結(jié)果如下：（1）移動TD_LTE（F）與聯(lián)通SDR

34、系統(tǒng)下行互調(diào)干擾電信LTE1.8G和聯(lián)通SDR系統(tǒng)上行。（2）電信LTE1.8G和聯(lián)通SDR系統(tǒng)下行互調(diào)干擾移動TD_LTE（F）。（3）電信LTE1.8G和聯(lián)通SDR系統(tǒng)下行與移動TD_LTE（F）干擾聯(lián)通WCDMA上行?；フ{(diào)干擾信號的產(chǎn)生由無源器件產(chǎn)生，POI的前三級使用高品質(zhì)器件（三階互調(diào)抑制大于150dBc）可以有效避免互調(diào)干擾。下表為綜合考慮互調(diào)和阻塞后的系統(tǒng)隔離度要求。干擾系統(tǒng)被干擾系統(tǒng)CDMAGSMWCDMALTE1800TD-LTE(F)CDMA87905959GSM59353535WCDMA80605858LTE180059615959TD-LTE(F)80615959注：標(biāo)

35、黃為阻塞干擾產(chǎn)生的隔離度要求，未標(biāo)顏色部分為雜散干擾產(chǎn)生的隔離度要求。根據(jù)對雜散、阻塞及互調(diào)干擾隔離度綜合計算，公網(wǎng)通信系統(tǒng)間所需最大的隔離度為90dB。由于各廠家設(shè)備的性能指標(biāo)遠(yuǎn)高于規(guī)范要求，因此以上結(jié)論僅為理論計算結(jié)果，實(shí)際網(wǎng)絡(luò)可以降低各系統(tǒng)之間的隔離要求，一般80dB的隔離度即可滿足各系統(tǒng)之間的干擾要求。7.2.7 公網(wǎng)通信系統(tǒng)對鐵路專用通信系統(tǒng)干擾鐵路GSM-R系統(tǒng)上行頻率885-889MHz，下行頻率為930-934MHz。為避免公眾移動通信系統(tǒng)與鐵路GSM-R系統(tǒng)頻率之間的相互影響，保證鐵路行車安全，三家運(yùn)營商各系統(tǒng)的頻段與鐵路GSM-R系統(tǒng)的頻率間隔已不小于4MHz。7.3 切換

36、分析合理設(shè)置重疊覆蓋區(qū)域是實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)連續(xù)的基礎(chǔ)，重疊覆蓋區(qū)域過小會導(dǎo)致切換失敗，過大則會導(dǎo)致站間距減小，因此高鐵覆蓋需要要合理設(shè)計重疊覆蓋區(qū)域。如果采用多小區(qū)合并技術(shù)或同PN碼等技術(shù)，在同一邏輯小區(qū)內(nèi)無需考慮重疊覆蓋區(qū)，只在切換時考慮重疊覆蓋區(qū)。表4.1.5-1 各移動通信系統(tǒng)列車運(yùn)營速度與重疊區(qū)域?qū)?yīng)表序號車速車速重疊覆蓋區(qū)域(米)(公里/小時)(米/秒)WCDMA(2.4秒)GSM(10秒)GSM(12秒)LTE（2秒）CDMA(0.6秒)12506916769483313942230083200833100016750333092220917110018355435097233972116

37、71945853801062531056126721164沈丹客專設(shè)計最高速度為250公里/小時，重疊覆蓋區(qū)域參見上表。GSM所需切換重疊區(qū)域最長，已經(jīng)超過洞室間距，應(yīng)避免在隧道內(nèi)切換，以減少掉話，同時WCDMA和LTE所需的切換距離相對較長，建議采用同PN及小區(qū)合并技術(shù)降低頻繁小區(qū)間切換，提高切換成功率。根據(jù)切換重疊區(qū)需求和隧道口鏈路預(yù)算結(jié)果，本工程所有隧道口除CDMA系統(tǒng)外，其余系統(tǒng)均建議做小區(qū)合并。7.4 多普勒頻移的影響多普勒頻移是指當(dāng)發(fā)射源與接收體之間存在相對運(yùn)動時，接收體接收的發(fā)射源發(fā)射信息的頻率與發(fā)射源發(fā)射信息頻率不相同，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)，接收頻率與發(fā)射頻率之差稱為多普勒頻

38、移。在無線通信系統(tǒng)中多普勒效應(yīng)引起頻率變化的關(guān)系可以通過下面的公式求出： （最大頻移）式中，：考慮多普勒效應(yīng)后的合成頻率：系統(tǒng)工作頻率：最大多普勒頻移：移動臺的運(yùn)動速度：多徑信號合成傳播方向與移動臺行進(jìn)方向夾角：波長由于覆蓋高鐵基站天線掛高較低，與列車運(yùn)行方向形成夾角較小，因此，可近似認(rèn)為為零度。根據(jù)計算，當(dāng)移動臺的速度為200km/h時，對于900MHz頻率偏差為166Hz，對于1800MHz頻率偏差為332Hz。由于多普勒頻率變化，可能會使移動臺不能正確接收臨近小區(qū)的信號，這也是影響切換和掉話的重要原因，要求RRU廠家無線設(shè)備能夠克服多普勒頻移的影響。7.5 容量分析（1）系統(tǒng)信源容量規(guī)劃

39、信源容量計算方法:最大峰值客流數(shù)*話務(wù)模型*手機(jī)滲透率*運(yùn)營商市場占有率*用戶激活率/載頻利用率。載頻利用率按70%取定。沈丹客運(yùn)專線開通后，線路上只運(yùn)行和諧號動車組列車。目前和諧號動車組分為CRH1、CRH2、CRH3和CRH5這4個種類，各列車基本信息如下表所示。和諧號動車組列車基本信息車型/項(xiàng)目CRH1CRH2CRH3CRH5CRH380BLCRH380BL編組型式8輛編組，可兩編組連掛運(yùn)行16輛16輛定員（人）67061060162210151026運(yùn)營速度（km/h）200200/300300200380380車體型式不銹鋼車體大型中空型材鋁合金車體長度（m）266201201211

40、399.3403沈丹客專列車控制系統(tǒng)允許最小發(fā)車時間間隔約為10分鐘，按照平均時速250km/h估算，同向兩列車之間距離最短約為41.6km，所以在單方向一個小區(qū)內(nèi)僅會有1列車?？紤]兩編組連掛運(yùn)行，單小區(qū)用戶最多發(fā)生在兩車交會時,列車此時總用戶數(shù)估計為2600人。 話務(wù)模型：0.02Erl手機(jī)滲透率：110%中國移動預(yù)估市場占有率：61.1%中國聯(lián)通預(yù)估市場占有率：31.1%中國電信預(yù)估市場占有率：7.8%激活比例：20%數(shù)據(jù)來源：2014年上半年遼寧基礎(chǔ)電信業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析報告遼寧省通信管理局在取定話務(wù)模型時，充分考慮智能手機(jī)的市場占用率和遠(yuǎn)期的普及程度以及4G網(wǎng)絡(luò)對話務(wù)模型的影響。語音話務(wù)模

41、型按照0.02Erl估算，平均單用戶數(shù)據(jù)吞吐率模型為9.7kpbs。預(yù)估市場占有率用戶數(shù)（個）激活用戶數(shù)（個）最大話務(wù)量（Erl）數(shù)據(jù)吞吐率（kbps）中國移動61.10%15213056.114753.7中國聯(lián)通31.10%7741553.17507.8中國電信7.80%195390.781891.5各運(yùn)營商可根據(jù)單個小區(qū)最大用戶數(shù)及業(yè)務(wù)需求等級，配置載波資源。7.6 組網(wǎng)方案本工程使用鐵路紅線外的BBU信源。RRU和POI設(shè)置于隧道起點(diǎn)機(jī)房，終點(diǎn)機(jī)房以及綜合洞室內(nèi)。RRU向上下行兩個POI分別饋入信號，POI對多制式信號合路后通過漏纜對隧道內(nèi)進(jìn)行覆蓋，通過定向天線對隧道外進(jìn)行覆蓋。本工程P

42、OI設(shè)備應(yīng)根據(jù)各系統(tǒng)實(shí)際使用頻段，在合路時處理以上干擾，滿足各系統(tǒng)干擾指標(biāo)的要求。本工程POI設(shè)備合路原理如圖2所示。圖2 POI合路原理圖本工程采用“分布式基站漏泄電纜定向天線”的方式進(jìn)行覆蓋。考慮到隧道空間封閉，冗余信號較多，且參與合路的系統(tǒng)較多，各制式之間容易造成干擾，因此采用兩條漏泄電纜分為上下行的方式進(jìn)行組網(wǎng)。（1）短距離（小于0.3km）隧道的組網(wǎng)對于短距離隧道，隧道內(nèi)無洞室，不能設(shè)置RRU設(shè)備，只有一端隧道口有機(jī)房。本次設(shè)計在隧道口通信直放站院子內(nèi)設(shè)置公網(wǎng)設(shè)備，通過在隧道內(nèi)敷設(shè)漏纜，在隧道口新設(shè)鋼桿掛設(shè)一副定向天線，實(shí)現(xiàn)對隧道及隧道外延伸區(qū)域的覆蓋。在隧道另一端通過漏纜接天線，延

43、伸隧道內(nèi)信號的覆蓋。天線掛設(shè)在隧道壁或鋼桿上。短距離隧道覆蓋如圖3所示。圖3 短距離隧道覆蓋示意圖（2）長距離（大于0.3km）隧道的組網(wǎng)對于長距離隧道，若隧道口有鐵路通信院落，在隧道口鐵路通信院落內(nèi)設(shè)置公網(wǎng)設(shè)備，在隧道洞室內(nèi)設(shè)置TD-LTE和WCDMA設(shè)備；若隧道兩端無鐵路通信院落，則在隧道內(nèi)選擇若干個洞室安裝公網(wǎng)設(shè)備。長距離隧道覆蓋如圖4和圖5所示。圖4 兩端有鐵路通信院落的隧道覆蓋示意圖圖5 兩端無鐵路通信院落的隧道覆蓋示意圖以上圖中S1設(shè)備點(diǎn)類型表示移動GSM、移動TD-LTE、聯(lián)通WCDMA、聯(lián)通LTE、電信CDMA、電信LTE RRU設(shè)備各1套；S2設(shè)備點(diǎn)類型表示移動TD-LTE、

44、聯(lián)通WCDMA、聯(lián)通LTE、電信LTE RRU設(shè)備各1套；S3設(shè)備點(diǎn)類型表示移動TD-LTE、聯(lián)通WCDMA、聯(lián)通LTE、電信CDMA、電信LTE RRU設(shè)備各1套。7.7 設(shè)備位置結(jié)合隧道既有洞室情況，隧道內(nèi)RRU安裝在隧道內(nèi)的通信洞室、綜合洞室、信息防災(zāi)洞室或電力洞室內(nèi)，設(shè)備壁掛在墻壁上。隧道外RRU利用鐵路通信院落，在院子內(nèi)設(shè)室外型機(jī)柜，RRU和POI等設(shè)備壁掛在機(jī)柜內(nèi)。根據(jù)沈丹客專隧道口設(shè)備位置和隧道內(nèi)洞室實(shí)際情況，本工程設(shè)備點(diǎn)共211處，其中移動GSM系統(tǒng)RRU為145套，電信CDMA系統(tǒng)RRU為159套，移動TD-LTE、聯(lián)通WCDMA和LTE、電信LTE系統(tǒng)RRU各為211套。各隧道紅線內(nèi)RRU位置、數(shù)量、紅線外最近的BBU距隧道口的距離見下表。序號隧道名稱