基于TDSCDMA网络的地下隧道覆盖方案

1、基于td-scdma网络的地下隧道覆盖方案移动通信网络建设的目标是无缝覆盖，以保证随时随地通信，这就对无线网络规划提出了更高的要求，在实际的网络规划中通常的难点是对一些典型区域的覆盖，比如地下隧道等。地下隧道作为一种特殊场景，是城区覆盖方案的重要组成部分，其主要特点如下：地下隧道能做到很好的电磁波隔离，不用担心与地面宏基站之间的相互干扰；用户以车内用户为主,业务量不高；地下隧道具有中等的移动速度，平均设计时速在4060km左右；地下隧道可用空间有限，设备安装及走线均需在规划时加以考虑。针对隧道覆盖的上述特点，中国普天采用bbu+rru的组网方案，同时考虑到定向天线安装简便、造价低、覆盖距离远的

2、特点，采用高增益的对数周期天线（11dbi）进行隧道覆盖。中国普天设计方案所针对的地下隧道工程总长3630m，为双孔4车道，设计车速每小时50km，车道净高4.5m。隧道中段2550m采用盾构法施工，其余采用明挖法施工，局部下穿城市主干道处采用浅埋暗挖法施工；盾构内径10m，外径11m，为便于紧急情况下人员的逃生与救援，在盾构段利用顶部和车道下部富裕空间，分别设置了专用排烟道和人员紧急疏散通道，并在每条隧道的右侧每隔80m左右设置一处滑行道，可以直接进入路面下的安全通道；疏散口部（滑行道）设有电控自动盖，平时关闭，灾害时由设备监控系统控制自动打开，也可手动开启。设计方案信源选择传统的td-sc

3、dma（以下简称td）信源包括宏蜂窝、微蜂窝、直放站、bbu+rru。由于不同型号的bbu和rru已经兼顾了宏蜂窝大容量和微蜂窝安装简便的优势，同时考虑到直放站不增加话务容量的特点，目前td室内分布系统一般选择bbu+rru作为信源。针对该隧道的td网络覆盖，组网方案选择bbu1324a+rru1301ci作为信源。天线选择结合该隧道自身的特点，并考虑到定向天线安装简便、造价低、覆盖距离远等诸多特点，设计方案选择高增益的对数周期天线（11dbi）进行隧道覆盖。组网方案经过链路预算和边缘覆盖场强要求的分析后，结合隧道长度计算，我们得出每个rru负责覆盖的距离及所需rru个数。整个方案采用bbu+

4、rru+定向天线的组网方式，共采用1个bbu、10个rru，分为两条支路，rru五级级联，其中rru1-5负责一孔双车道的覆盖，rru6-10负责另一个孔的双车道覆盖。隧道内每个rru通过功分器、耦合器及馈线连接4个定向天线，每副天线负责覆盖200210m的距离，隧道出口处四个rru（rru1、5、6、10）各有一段支路馈线距离设计为135m，是为了满足隧道口多副天线所需功率余量。逻辑小区划分逻辑小区的划分规则如下。首先，一个资源池的三个光口引出的rru可以随意划分为一个逻辑小区，同时最多只能有8个通道设置为一个逻辑小区，也就是bbu串并联所带的rru1301ci（单通道）最多允许8个设为一个

5、逻辑小区。其次，还应综合考虑逻辑小区设置后所产生的切换问题，尽量简化切换关系，避免可能随之而来的乒乓切换、干扰、掉话等问题。针对该项目，将rru1、2、3、6、7设置为一个小区，rru4、5、8、9、10设置为一个小区，这样的设置隧道小区间切换带只有两个，分别位于隧道两孔中部，而在两个隧道出入口处，各作为一个隧道小区与隧道外小区进行切换。安装及走线如选择新增bbu，可以考虑安装在江南或江北隧道口附近的疏散通道中；rru均安装在隧道的疏散通道中（双孔均安装）。走线路由方面，如选择新增bbu，则电源引入点、接地点、电表箱安装点均选择在疏散通道内，gps馈线沿墙布放到隧道洞口平台gps天线；bbu至

6、rru、rru间级联线缆均在疏散通道内。隧道内外切换为了达成隧道内外小区的顺利切换，需在两个隧道口增加定向天线，以形成延伸覆盖区域，起到过渡的作用。理论分析链路计算由上下行链路预算可以得出一个最大覆盖半径265.48m，可见210m的设计覆盖距离满足链路预算要求。边缘覆盖场强中移动室内分布系统边缘场强要求为：pccpchrscp值-85dbm。馈线及接头损耗为20db，则天线馈入功率可设置在0-5dbm之间，这里以5dbm为例，对数周期天线增益为11dbi，车体穿透损耗为8db，干扰余量2db，快衰落余量1db，阴影衰落余量2db，设设计覆盖距离为x，则有511(32.4520lg201020

7、lgx)8db2db1db2db-85。可以得出：x300.26m。实际上，210m设计覆盖距离的边缘覆盖场强为511(32.4520lg201020lg0.21)8212=-81.90db，满足相关要求。切换区域设逻辑小区间切换时间为3s，长江隧道设计时速为50km/h，即14m/s，因此可考虑设置50m的切换区域。由之前的链路预算可以得出，实际覆盖半径可以达到265.48m，结合210m的设计覆盖距离可以计算出，隧道中段逻辑小区交叠区域约有110m，完全满足50m切换区域的设置需求。信号外泄长江隧道位于江底，为盾构封闭性建筑，信号外泄不会对室外站点产生影响。隧道口处的延伸覆盖区域是出于对切

8、换成功率的考虑，可通过调整pccpch功率及定向天线的下倾角，合理规划切换区域，以避免对室外站点造成不良影响。扩容分析随着网络建设的不断深入，以及td网络技术的不断发展，尤其考虑到hspa+以及lte的不断成熟，后期需要对该隧道覆盖进行有针对性的扩容。电磁辐射根据中华人民共和国国家标准电磁辐射防护规定,即国标gb8702-88,电磁辐射的限值为：公众照射，在一天24小时内,环境电磁辐射的场量参数在任意连续6分钟内的平均值应满足功率密度0.4w/m2(频率为303000mhz)。职业照射，在一天8小时工作时间内，电磁辐射功率密度的平均值(连续6分钟)应2w/m2(频率为303000mhz)。对电磁辐射源豁免的要求为：输出功率等于或小于15w的移动无线通信设备,频率为3-300000mhz时，电磁辐射体的等效辐射功率小于100w。主要设备清单如表所示，本设计方案不仅实现了对隧道内双孔四车道的td系统有效覆盖，各项指标均可以达到室内分布系统指标要求，同时考虑到隧道两个出入口附近均为宏站覆盖区域，隧道内外做好了切换方面的规划，实现了宏站和室内t