基于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò )的地下隧道覆蓋方案
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●地下隧道能做到很好的電磁波隔離，不用擔心與地面宏基站之間的相互干擾；
●用戶(hù)以車(chē)內用戶(hù)為主,業(yè)務(wù)量不高；
●地下隧道具有中等的移動(dòng)速度，平均設計時(shí)速在40～60km左右；
●地下隧道可用空間有限，設備安裝及走線(xiàn)均需在規劃時(shí)加以考慮。
針對隧道覆蓋的上述特點(diǎn)，中國普天采用BBU+RRU的組網(wǎng)方案，同時(shí)考慮到定向天線(xiàn)安裝簡(jiǎn)便、造價(jià)低、覆蓋距離遠的特點(diǎn)，采用高增益的對數周期天線(xiàn)（11dBi）進(jìn)行隧道覆蓋。中國普天設計方案所針對的地下隧道工程總長(cháng)3630m，為雙孔4車(chē)道，設計車(chē)速每小時(shí)50km，車(chē)道凈高4.5m。
隧道中段2550m采用盾構法施工，其余采用明挖法施工，局部下穿城市主干道處采用淺埋暗挖法施工；盾構內徑10m，外徑11m，為便于緊急情況下人員的逃生與救援，在盾構段利用頂部和車(chē)道下部富?？臻g，分別設置了專(zhuān)用排煙道和人員緊急疏散通道，并在每條隧道的右側每隔80m左右設置一處滑行道，可以直接進(jìn)入路面下的安全通道；疏散口部（滑行道）設有電控自動(dòng)蓋，平時(shí)關(guān)閉，災害時(shí)由設備監控系統控制自動(dòng)打開(kāi)，也可手動(dòng)開(kāi)啟。
設計方案
信源選擇傳統的TD-SCDMA（以下簡(jiǎn)稱(chēng)TD）信源包括宏蜂窩、微蜂窩、直放站、BBU+RRU。由于不同型號的BBU和RRU已經(jīng)兼顧了宏蜂窩大容量和微蜂窩安裝簡(jiǎn)便的優(yōu)勢，同時(shí)考慮到直放站不增加話(huà)務(wù)容量的特點(diǎn)，目前TD室內分布系統一般選擇BBU+RRU作為信源。針對該隧道的TD網(wǎng)絡(luò )覆蓋，組網(wǎng)方案選擇BBU1324A+RRU1301Ci作為信源。
天線(xiàn)選擇結合該隧道自身的特點(diǎn)，并考慮到定向天線(xiàn)安裝簡(jiǎn)便、造價(jià)低、覆蓋距離遠等諸多特點(diǎn)，設計方案選擇高增益的對數周期天線(xiàn)（11dBi）進(jìn)行隧道覆蓋。
組網(wǎng)方案經(jīng)過(guò)鏈路預算和邊緣覆蓋場(chǎng)強要求的分析后，結合隧道長(cháng)度計算，我們得出每個(gè)RRU負責覆蓋的距離及所需RRU個(gè)數。
整個(gè)方案采用BBU+RRU+定向天線(xiàn)的組網(wǎng)方式，共采用1個(gè)BBU、10個(gè)RRU，分為兩條支路，RRU五級級聯(lián)，其中RRU1-5負責一孔雙車(chē)道的覆蓋，RRU6-10負責另一個(gè)孔的雙車(chē)道覆蓋。隧道內每個(gè)RRU通過(guò)功分器、耦合器及饋線(xiàn)連接4個(gè)定向天線(xiàn)，每副天線(xiàn)負責覆蓋200～210m的距離，隧道出口處四個(gè)RRU（RRU1、5、6、10）各有一段支路饋線(xiàn)距離設計為135m，是為了滿(mǎn)足隧道口多副天線(xiàn)所需功率余量。
邏輯小區劃分邏輯小區的劃分規則如下。
首先，一個(gè)資源池的三個(gè)光口引出的RRU可以隨意劃分為一個(gè)邏輯小區，同時(shí)最多只能有8個(gè)通道設置為一個(gè)邏輯小區，也就是BBU串并聯(lián)所帶的RRU1301Ci（單通道）最多允許8個(gè)設為一個(gè)邏輯小區。
其次，還應綜合考慮邏輯小區設置后所產(chǎn)生的切換問(wèn)題，盡量簡(jiǎn)化切換關(guān)系，避免可能隨之而來(lái)的乒乓切換、干擾、掉話(huà)等問(wèn)題。
針對該項目，將RRU1、2、3、6、7設置為一個(gè)小區，RRU4、5、8、9、10設置為一個(gè)小區，這樣的設置隧道小區間切換帶只有兩個(gè)，分別位于隧道兩孔中部，而在兩個(gè)隧道出入口處，各作為一個(gè)隧道小區與隧道外小區進(jìn)行切換。
安裝及走線(xiàn)如選擇新增BBU，可以考慮安裝在江南或江北隧道口附近的疏散通道中；RRU均安裝在隧道的疏散通道中（雙孔均安裝）。走線(xiàn)路由方面，如選擇新增BBU，則電源引入點(diǎn)、接地點(diǎn)、電表箱安裝點(diǎn)均選擇在疏散通道內，GPS饋線(xiàn)沿墻布放到隧道洞口平臺GPS天線(xiàn)；BBU至RRU、RRU間級聯(lián)線(xiàn)纜均在疏散通道內。
隧道內外切換為了達成隧道內外小區的順利切換，需在兩個(gè)隧道口增加定向天線(xiàn)，以形成延伸覆蓋區域，起到過(guò)渡的作用。
理論分析
鏈路計算由上下行鏈路預算可以得出一個(gè)最大覆蓋半徑265.48m，可見(jiàn)210m的設計覆蓋距離滿(mǎn)足鏈路預算要求。
邊緣覆蓋場(chǎng)強中移動(dòng)室內分布系統邊緣場(chǎng)強要求為：PCCPCHRSCP值≥-85dBm。饋線(xiàn)及接頭損耗為20dB，則天線(xiàn)饋入功率可設置在0-5dBm之間，這里以5dBm為例，對數周期天線(xiàn)增益為11dBi，車(chē)體穿透損耗為8dB，干擾余量2dB，快衰落余量1dB，陰影衰落余量2dB，設設計覆蓋距離為x，則有5＋11－(32.45＋20lg2010＋20lgx)－8dB－2dB－1dB－2dB≥-85?？梢缘贸觯簒≤300.26m。實(shí)際上，210m設計覆蓋距離的邊緣覆蓋場(chǎng)強為5＋11－(32.45＋20lg2010＋20lg0.21)－8－2－1－2=-81.90dB，滿(mǎn)足相關(guān)要求。
切換區域設邏輯小區間切換時(shí)間為3s，長(cháng)江隧道設計時(shí)速為50km/h，即14m/s，因此可考慮設置50m的切換區域。由之前的鏈路預算可以得出，實(shí)際覆蓋半徑可以達到265.48m，結合210m的設計覆蓋距離可以計算出，隧道中段邏輯小區交疊區域約有110m，完全滿(mǎn)足50m切換區域的設置需求。
信號外泄長(cháng)江隧道位于江底，為盾構封閉性建筑，信號外泄不會(huì )對室外站點(diǎn)產(chǎn)生影響。隧道口處的延伸覆蓋區域是出于對切換成功率的考慮，可通過(guò)調整PCCPCH功率及定向天線(xiàn)的下傾角，合理規劃切換區域，以避免對室外站點(diǎn)造成不良影響。
擴容分析隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )建設的不斷深入，以及TD網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其考慮到HSPA+以及LTE的不斷成熟，后期需要對該隧道覆蓋進(jìn)行有針對性的擴容。
電磁輻射根據中華人民共和國國家標準《電磁輻射防護規定》,即國標GB8702-88,電磁輻射的限值為：公眾照射，在一天24小時(shí)內,環(huán)境電磁輻射的場(chǎng)量參數在任意連續6分鐘內的平均值應滿(mǎn)足功率密度＜0.4W/m2(頻率為30～3000MHz)。職業(yè)照射，在一天8小時(shí)工作時(shí)間內，電磁輻射功率密度的平均值(連續6分鐘)應＜2W/m2(頻率為30～3000MHz)。對電磁輻射源豁免的要求為：輸出功率等于或小于15W的移動(dòng)無(wú)線(xiàn)通信設備,頻率為3-300000MHz時(shí)，電磁輻射體的等效輻射功率小于100W。
主要設備清單
如表所示，本設計方案不僅實(shí)現了對隧道內雙孔四車(chē)道的TD系統有效覆蓋，各項指標均可以達到室內分布系統指標要求，同時(shí)考慮到隧道兩個(gè)出入口附近均為宏站覆蓋區域，隧道內外做好了切換方面的規劃，實(shí)現了宏站和室內TD網(wǎng)絡(luò )間較好的融合。
隧道覆蓋只是TD網(wǎng)絡(luò )規劃的一個(gè)特殊場(chǎng)景，總的來(lái)說(shuō)，3G比2G的布網(wǎng)要求要復雜得多，更富有挑戰性，更需要時(shí)間和精力。中國普天在大規模部署商用3G網(wǎng)絡(luò )過(guò)程中積累了豐富的網(wǎng)絡(luò )規劃和優(yōu)化經(jīng)驗，并有志于將這些經(jīng)驗充分地在施展出來(lái)，為通信事業(yè)的發(fā)展做出一份貢獻。
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