【摘要】 通過信源選擇,站臺、站廳分布系統方案,隧道區間泄露同軸電纜方案,切換帶設置,供電方案等角度,解決城市軌道交通沿線地下站點的全制式無線網絡覆蓋方案。
【關鍵詞】 BBU RRU POI 分布系統 鏈路預算 覆蓋
一、信源選擇及配置
(1)系統構成。地鐵覆蓋方案原則上采取RRU作為信源,利用BBU+RRU組網方式,然后由RRU接入分布系統。城軌隧道內移動通信網絡由各運營商負責進行基站建設,基站設置在本工程沿線各地下車站的民用通信機房內。各運營商的基帶信號集中從各車站的公民用通信機房內引出,通過傳輸網絡傳送給各車站區間的RRU設備,然后經各運營商RRU設備、耦合器后將射頻信號傳送給POI設備,POI設備合路后將信號灌入室內分布系統中。
(2)站臺、站廳及配套商業配置。站臺、站廳及配套商業的信源覆蓋方案主要以信號覆蓋為設計目標,預留擴容的空間,RRU安裝在本工程沿線各地下站廳或站臺的民用通信機房內,每個車站配置1個RRU,覆蓋站廳與站臺,容量需求較大的車站可配置多個RRU,以上下行分路的方式通過POI接入到站臺、站廳的分布系統中。
(3)隧道區間信源配置。隧道區間信源的覆蓋范圍包括列車行駛的上下行兩個方向的兩條隧道。考慮到每列列車的最大載客量相對固定,以及每個RRU覆蓋范圍內的列車數量相對固定。本工程中,隧道區內,列車上行與下行兩個隧道的信源安裝點要保持對稱,三家運營商的2G信源安裝的位置保持一致,通過同一個壁掛POI設備接入到泄漏同軸電纜,2G信源點間隔距離一般為760米左右。三家運營商的3G信源安裝的位置保持一致,通過同一個壁掛POI接入泄漏同軸電纜,3G、4G信源點間隔距離一般為380米。RRU安裝在隧道壁內,以上下行分路的方式通過壁掛式POI接入到泄漏電纜中。
二、室內分布系統方案
(1)站臺、站廳及配套商業分布系統方案。地鐵的站臺/站廳的覆蓋范圍一般包括出入口、人行通道、零星商鋪、換乘通道、辦公區、候車站臺等,該部分的覆蓋以寬帶全頻段吸頂天線為主,采用天線陣覆蓋,天線布置采用高密度、低功率的方式進行覆蓋,合理控制室內天線口功率,上下行天線分開敷設,間距保持1.2到1.5米,上行或下行天線之間的距離保持為10到15米左右的距離。
(2)隧道區間分布系統方案。地鐵隧道區間,使用泄漏同軸電纜(上下行各一根),形成隧道區間內的無線覆蓋。射頻信號經POI設備灌入分布系統后沿電纜傳輸時,信號從泄漏電纜沿線開口按一定比例從電纜輻射出來,在電纜通過的地方,信號即可泄漏出來,完成覆蓋。由于信號是通過電纜的信號外泄進行的,所以它的覆蓋比較均勻,對信號的覆蓋范圍可以進行有效的控制,同時由于電纜的布設比較靈活,可以因地制宜地對電纜走向和布設進行設計。
三、無線鏈路預算
(1)站臺、站廳配套商業
由于各系統工作頻道的差異,因此饋線對射頻信號的衰減不同。根據自由空間鏈路損耗公式:
L=32.4+20lg(F)+20lg(D)
可以計算得出各系統分別在10m和15m的空間損耗,如表1所示。
吸頂天線端口功率需滿足:
Po≥Pi+L1+L2+L3-L4
其中Po為站廳天線口電平;Pi為邊緣場強電平;L1為15m空間損耗;L2為系統余量及快衰落余量;L3為人流密度損耗;L4為天線增益。
各系統的天線最小出口功率如表2所示。
以上數據僅為理論值,工程設計時結合現場勘測情況和模擬測試結果,還需考慮留有一部分余量。
(2)隧道區間
漏纜末端最小功率為:Po=Pi+L1+L2+L3+L4+L5
PO:漏纜末端最小功率;Pi:邊緣場強 (dBm);L1:1-5/8”漏纜耦合損耗(2M處)(dB);L2:大于2米漏纜附加損耗(dB)(10log(d/2));L3:車體/車廂屏蔽損耗(dB);L4:人體損耗 (dB);L5:系統余量及快衰落余量,如表3所示。
隧道區間信源覆蓋距離S=((P-L1-L2-L3-L4 )- Po)/ L5
PO:漏纜末端最小功率;P:RRU輸出功率(dBm);L1: POI插入損耗(dB);L2:分配系統插入損耗(dB);L3:跳線及接頭損耗(dB);L4:GSM900電橋插入損耗;L5:漏纜傳輸損耗(100m)(dB),如表4所示。
三、小結
本文以XX城市軌道交通一號線為背景,從信源選擇、分布系統綜合方案、分區原則、切換帶設置,供電方案等多角度,分析了地鐵場景的業務需求和無線覆蓋特點,提出了地鐵民用通信系統覆蓋方案,對今后類似的覆蓋場景提供一個有意的參考。