沈陽移動地鐵隧道內5G網絡建設干擾分析

趙彥博

（沈陽地鐵集團有限公司 遼寧 沈陽 110011）

引言

隨著社會經濟的不斷發展，地鐵運行進程逐漸加快，其逐漸成為了人們出行的主要方式，而用戶在地鐵中，經常使用4G移動網絡方式來消磨時間，所以4G網絡在地鐵場景下的業務質量以及用戶感知中受到了廣泛的應用，導致4G網絡擴容需求與日俱增。同時國家今年要求5G網絡覆蓋建設要求，產生了4G網絡擴容和5G網絡建設共存的局面，這對地鐵運營信號網絡是一個巨大的考研，本文從地鐵專有網絡頻段和4G新增網絡頻段的安全頻段間隔以及相互見干擾等方面分析，總結4G網絡項目擴容的可行性。

1 頻段之間的安全分析

1.1 地鐵專有頻段

目前，沈陽地鐵各條線路內，地鐵使用的各系統，如表1所示。

表1 地鐵專網各系統信息表

1.2 移動新增4G頻段和5G頻段

現階段，沈陽移動準備在已經開通運營的地鐵1、2、9、10號線內建設5G網絡，并在地鐵1、2號線內進行4G網絡的擴容（新增4G網絡頻段），各線路具體增加網絡情況，如表2。

表2 沈陽移動在各地鐵線路擬接入的網絡

1.3 頻段間干擾分析

通過表1和表2可以看出，本次沈陽移動擬接入的各網絡，與地鐵專網各系統的頻段間距較大，不會發生鄰頻干擾（一般有5M間隔的保護帶寬，即可有效規避鄰頻干擾），專網各系統與移動準備接入的各網絡，不在同一套分布系統（泄漏電纜）中，同時民用通信系統中的POI、無源器件及各類接頭，都有-130dBc以上的互調抑制指標，即可以規避互調干擾，則本次干擾分析，主要考慮沈陽移動擬接入各網絡對地鐵各系統的雜散干擾[1]。

分析一個系統是否受到干擾，是通過系統的基站接收機能夠承受的最大干擾門限來進行判斷，通常采用一定底噪抬升作為評估標準，即系統的基站底噪抬升不超過0.8dB，則判定本系統基站未收到干擾，此時相當于外部增加了一個比系統的基站底噪低7dB的干擾信號。

系統的底噪計算公式如下：

其中：K為玻爾茲曼常數；

T為開氏溫度；

B為系統帶寬；

NF為接收機噪聲系數。

通常為方便計算，上述公式可以變形如下公式：

其中：b為系統帶寬，單位為kHz，NF為5。

通過上述公式，可以計算出目前沈陽地鐵各條線路內，各專網系統所有接收的最大的外部干擾信號強度，如表3所示。

表3 地鐵專網系統可接收最大外部干擾信號分析

2 頻段隔離分析

2.1 移動各網絡與地鐵專網隔離分析

沈陽移動采用的各制式網絡設備，均符合國家通用雜散發射限值相關標準，對于30MHz至1GHz頻段，雜散發射值不超過-36dBm/100kHz，對于1GHz以上頻段，雜散發射值不超過-30dBm/1MHz，按照發射限值上限進行計算，則沈陽移動擬接入的各網絡與地鐵專網之間需要的隔離度，如表4。

表4 移動網絡設備與地鐵專網各系統直接隔離度

通過表4可以看出，無論哪條線路，都是警用350M和集群800M系統隔離度要求最高。

2.2 物理隔離及角度分析

根據之前地鐵公司反饋的隧道區間設備漏纜掛高剖面圖，可以看出，警用350M系統所使用泄漏電纜距離民用通信泄漏電纜最近，民用通信漏纜掛高分別為2100mm和2625mm，警用350M漏纜掛高為3450mm，二者間距為825mm[2]。

綜上所述，警用350M網絡隔離度需求最高、距離民用通信泄漏電纜距離最近，同時自身的頻段最低自由空間損耗最小，即只要滿足沈陽移動擬接入網絡不干擾警用350M系統，則可以保證對其他系統不存在干擾[3]。

干擾信號與警用350M系統之間的隔離度計算公式如下：

隔離度=無源器件損耗+跳線及接頭損耗-漏纜覆蓋角度增益+漏纜耦合綜合損耗 （3）

其中：無源器件損耗：指信號饋入無源器件的損耗，為5.5dB；

跳線及接頭損耗：指設備與POI之間，POI與泄漏電纜之間的各類線纜及接頭的損耗總計，為1.5dB；

漏纜覆蓋角度增益：指漏纜在不同的發射方向上的增益，通常漏纜在發射方向0°至±45°的增益為0dB，±46°至±68°的增益為-5dB，±69°至±90°的增益為-10dB；

漏纜綜合損耗：指信號通過漏纜耦合至自由空間，并經過自由空間進入被干擾系統這一過程中的總損耗，在超過0.8m的距離下，綜合損耗按75dB計算[4]。

由上述公式可計算出，隔離度=5.5+1.5-（-10）+75=92dB，滿足警用350M系統90dB隔離的要求。

2.3 設備及線纜材料對干擾的影響

需要說明的是，上述計算結果是在雜散干擾發射值最大的情況下進行的分析，實際工程中，運營商對設備的性能指標要求要遠高于國家通用雜散標準，以沈陽移動目前的設備供應商愛立信為例，其提供的所有應用于地鐵內信源設備，在集群800M系統、LTE-M系統以及WLAN（2.4G）系統的頻段范圍內，其雜散指標為-57dBm/100kHz、-86dBm/1MHz以及-58dBm/1MHz，遠優于通用雜散指標，同時民用通信漏纜與各專網系統之間，存在著鐵質托架和托架上各類線纜，類似于增加一層“金屬屏蔽網”，進一步增加了干擾信號傳播損耗，規避了相互干擾[5]。

3 結語

本文結合地鐵專網頻段和移動新增4G網絡以及5G網絡頻段特點，從理論參數到實際測試，分析了各頻段間相互干擾的可能性，以及從安全隔離度、信號發射角度、設備電氣性能、線纜物理性能等方面，充分說明的移動信號對地鐵專網信號干擾的情況，為安全擴容4G網絡和建設5G網絡提供了充分的說明。