多系統(tǒng)合路時地鐵覆蓋

1、多系統(tǒng)合路時的地鐵覆蓋分析教程2010-09-24 00:26:50 來源: 【大 中 小】 評論: 條 一、概述 為滿足移動運營商公共無線信號在地鐵內(nèi)的延伸和覆蓋,國內(nèi)各大運營商都在地下車站設置公網(wǎng)通信機房。各運營商的信源設備（包括移動GSM900基站、DCS1800基站、聯(lián)通GSM900基站、移動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、概述為滿足移動運營商公共無線信號在地鐵內(nèi)的延伸和覆蓋,國內(nèi)各大運營商都在地下車站設置公網(wǎng)通信機房。各運營商的信源設備（包括移動GSM900基站、DCS1800基站、聯(lián)通GSM900基站、移動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)字電視設備）和配套的傳輸系統(tǒng)設備、電源及接地系統(tǒng)設備等均安裝在各地下車站的通信機房內(nèi)，各運營商的信號經(jīng)POI（多系統(tǒng)接入平臺，包含相應信源的功率放大器）合路后，經(jīng)天饋系統(tǒng)的傳輸和輻射，完成對所有地下車站站廳、站臺層及區(qū)間隧道的無線覆蓋。 內(nèi)容來自我要自學網(wǎng)圖1POI為多網(wǎng)接入平臺，英文全稱Point Of Interface，縮寫POI，用于實現(xiàn)系統(tǒng)的“多網(wǎng)接入”和“透明傳輸”功能。主要用于地鐵、會展中心、展覽館、機場等大型建筑室內(nèi)覆蓋。該系統(tǒng)運用頻率合路器與電橋合路器對多個運營商、多種制式的移動信號合路后引入天饋分布系統(tǒng)，達

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、下行兩個平臺，分別將上行和下行鏈路信號分開傳輸。POI作為連接無線通信施主信號與分布覆蓋信號（泄漏電纜和天線陣等）的橋梁，其主要功能是對各運營商的上行及下行射頻信號分別進行合路及分路，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發(fā)出的信號經(jīng)過天線的收集及饋線的傳輸至上行POI，經(jīng)POI檢出不同頻段的信號后送往不同運營商的基站。POI下行部分的主要功能是將各運營商、不同頻段的載波信號合成后送往覆蓋區(qū)域的天饋分布系統(tǒng)。POI將各基站不同頻率的信號合路后，送至天饋分布系統(tǒng)；無源器件將能量均勻的分布給各個天線；天線將能量

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

5、線覆蓋方式 3、泄漏電纜覆蓋方式室內(nèi)吸頂天線陣方式覆蓋：信號覆蓋均勻，吸頂天線那可以進行暗裝、部分需要明裝，對地鐵內(nèi)飾裝修環(huán)境影響不大，作為站臺及站廳內(nèi)的首選覆蓋方式。另外采用室內(nèi)吸頂天線陣方式覆蓋對于日后2G、3G擴容，便于控制切換區(qū)間；并且站臺部分采用天線陣方式覆蓋，減少隧道區(qū)間泄漏電纜布放長度，泄漏電纜只需要從隧道口開始布放，節(jié)省隧道區(qū)間覆蓋功率。定向天線方式覆蓋：信號覆蓋不均勻，某些拐角區(qū)域由于樓梯等建筑阻擋信號急劇下降，部分工作區(qū)域、設備間等區(qū)域難以進行覆蓋。另外定向吸頂天線不方便進行偽裝，影響地鐵整體內(nèi)飾。但是定向天線覆蓋方式天線數(shù)量少，施工簡單，對于無法使用室內(nèi)吸頂天線

6、陣覆蓋方式時，可作為備選方案。泄漏電纜方式覆蓋：雖然信號覆蓋電平相對均勻。但是其造價高、施工復雜，并且部分區(qū)域無法進行走線、如工作區(qū)域以及站臺層部分墻壁為整板壁畫的情況。因此不建議采用泄漏電纜方式覆蓋站廳、站臺部分。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行覆蓋，對于區(qū)間距離較短的隧道區(qū)間采用無源方式覆蓋；對于較長的隧道區(qū)間，在覆蓋功率不足時使用光纖直放站對信號進行放大補償覆蓋。2.3、走線路由說明目前國內(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。針對不同的站型，并且考慮到覆蓋功率以及日后分區(qū)擴容方便，將采用不同的走線路由策略。具體說明如下：上下兩層站型對

7、于上下兩層站型，POI輸出兩個端口各覆蓋地鐵站上下兩層。上下兩層站型走線路由示意圖“工”字型站“工”字型站，東、西兩側(cè)站廳必須通過站臺繞線溝通，為了平衡功率，采用POI兩個輸出口各覆蓋東、西兩側(cè)，并且方便日后分區(qū)擴容。“工”字站型走線路由示意圖 1 2 3 下一頁 原創(chuàng)：虹信通信    側(cè)式型站側(cè)式型站，南、北兩側(cè)站廳站臺必須通過隧道繞線溝通，為了平衡功率，采用POI兩個輸出口各覆蓋南、北兩側(cè)，并且方便日后分區(qū)擴容。側(cè)式站型走線路由示意圖2.4、PHS系統(tǒng)覆蓋分析PHS系統(tǒng)由于其基站輸出功率低，覆蓋邊緣場強要求高，而成為覆蓋引入的難點，目前可以采用3種方式作為引入

8、方式：PHS基站信號在POI內(nèi)部合路PHS系統(tǒng)單獨布線PHS信號在分布系統(tǒng)合路以下針對覆蓋效果、施工難度以及經(jīng)濟成本等因素進行對比，尋找性價比最高的解決方案：PHS系統(tǒng)覆蓋引入對比分析表由以上對比可見，從覆蓋效果、建設施工難度、投資成本分析，對于PHS覆蓋采取在分布系統(tǒng)主干線合路的方式是最佳選擇（見圖1）。三、切換分析地鐵覆蓋時需要考慮的切換主要分為兩個方面：地鐵隧道區(qū)間的切換和站廳、站臺的切換，下面分別進行分析。3.1、站廳、站臺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產(chǎn)成室外宏基站信號和地鐵站廳信號之間的切換。由于GSM900以及DCS1800都是硬切換系統(tǒng)，因此首先以GSM系統(tǒng)為例進行分析。乘客出入地鐵站廳的過程中，考慮自動扶梯運動產(chǎn)生瑞利衰落、以及人群擁擠而產(chǎn)生的信號衰落，而導致手機信號強度銳減，造成信號重疊區(qū)域（切換區(qū)）不夠，只要保證兩個小區(qū)信號重疊區(qū)邊緣場強在-85dBm以上及可確保信號良好無間斷的切換。由于地鐵站內(nèi)外場強相等后自動扶梯運行4秒，乘客行進的時間為2秒。假設人走動的速度為3米/秒，則人走過出入口的距離為：4秒×3米/秒 =12米。只要確保行人出地鐵站12米后，信號電平在-85dB

10、m以上，即可保證乘客經(jīng)過地鐵出口平穩(wěn)切換, 根據(jù)上述能量計算和模擬測試,完全可以保證經(jīng)過地鐵出口平穩(wěn)切換。移動終端出入地鐵站的過程，站廳信號與室外信號電平場強變化如下：乘客出入地鐵站的切換示意圖對于CDMA和3G系統(tǒng)，其切換一般為軟切換方式，切換時間短（一般小于1秒），在與GSM網(wǎng)絡類似條件下更容易實現(xiàn)良好切換。 3 下一頁 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)切換時間為5秒： 4米/秒×5秒20米 切換邊緣場強要

11、求為-85dBm，那么在換乘通道內(nèi)保證20米的重疊覆蓋區(qū)，并保證最低場強高于切換門限電平即可保證平滑切換。 對于CDMA和3G系統(tǒng)，其切換一般為軟切換方式，切換時間短（一般小于1秒），在與GSM網(wǎng)絡類似條件下更容易實現(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。針對以后的分區(qū)擴容，每站各系統(tǒng)可能擴容到兩套信源。兩小區(qū)基站信源設備放置在不同機房，覆蓋方式是由兩邊向中間。我們使兩站間整個隧道中的漏纜保持接通狀態(tài)，當機車經(jīng)過隧道中段時，原小區(qū)信號逐漸減弱，切入小區(qū)的信號逐漸增強，沒有信號突然消失的情況，避免了移動臺因為切

12、換時間不足造成掉話。通過控制泄漏電纜末端的輸出功率來保證平滑切換。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)間的長度：切換時間為5S，列車的行駛速度為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。按照最低邊緣場強-80dBm計算，在切換時間5秒時，a小區(qū)邊緣場強約為-87dBm。 由于隧道內(nèi)無線信號較為純凈，-87dBm的信號電平完全可以滿足通話質(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，切換時間短（一般小于1秒），在與

13、GSM網(wǎng)絡類似條件下更容易實現(xiàn)良好切換。對于WCDMA系統(tǒng)，當隧道中兩個小區(qū)的Ec/Io相差3dB時，軟切換申請將被觸發(fā)，并且很快進入軟切換狀態(tài)，即WCDMA軟切換的觸發(fā)申請在隧道邊緣場強臨界點之前，而硬切換時間觸發(fā)點在隧道邊緣場強臨界點之后。計算參考書目：900MHz TDMA數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)設備總技術(shù)規(guī)范 第二部分 基站子系統(tǒng)（BSS）設備技術(shù)規(guī)范信息產(chǎn)業(yè)部關(guān)于800MHz頻段CDMA系統(tǒng)基站和直放機雜散發(fā)射限值及與900MHz頻段GSM系統(tǒng)鄰頻共用設臺要求的通知（信部無200265號）YD/T 1029-1999 800MHz CDMA數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)設備總技術(shù)規(guī)范：基站部分YD/T 1047-2000 800MHz CDMA數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)設備總測試規(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