隧道覆盖分析及优化

电信技　隧道覆盖分析及优化　邓巍　中国联通网络公司重庆分公司　重庆４０００４４　Ⅱ引言　随着网络的延伸，隧道逐渐成为移动通　信网的重点覆盖区域。日前，隧道覆盖方式可　以分为泄漏电缆覆盖（以下简称漏缆）、宏基　站分担覆盖（以下简称宏基站）及专用信源覆　盖。漏缆覆盖均匀，工程及维护成本高，施工　难度大。宏基站覆盖易变化，无专用工程及维　护成本，无专用施工。专用信源覆盖较为均　匀，工程及维护成本可控，施工难度较低。　对比可知：漏缆的优点是覆盖均匀，缺点　是成本过高；宏基站基本不占专用覆盖成本，缺　点是覆盖不稳定；专用信源覆盖较为稳定，成本　可控。可见，专用信源是以后的发展趋势。　目典型隧道场景分析及覆盖建议　２．１长隧道场景　长隧道多位于主干道、高速路或铁路线　上，可假定为室内分布场景进行处理，但隧道　内用户在高速移动，覆盖方式与室内分布场景　略有差别。覆盖的策略可分为小功率多天线和　大功率少天线两种。　小功率多天线，信源功率基本在１０　Ｗ以　内，传输媒质为馈线，天线为３～４　ｄＢ的低增益　吸顶或板状方式，覆盖半径在１５　ｍ以内，每隔　３００～４００　ｍ需增加有源放大器。以３　ｋｍ长的隧　道为例，需要６～８个有源放大器￣ｎ２ｏｏ个天线，　工程量较大，工程和维护成本较高，但是信号　覆盖均匀，可用性较好。参数方面，信号放大　器过多会抬升施主基站底噪，上行干扰增强。　大功率少天线，信源为大功率光纤直放　站、微蜂窝及射频拉远，功率在２０　ｗ以上，　传输媒质为光纤（减少传输损耗，保障输出功　率），天线为１５　ｄＢ以上定向天线，覆盖半径在１　—３　ｋｍ。该方式的优点是设备少，工程和维护成　本较低，实施方便；缺点是信号易受阻挡，衰落　快，电平波动大。以中梁山隧道为例，车辆较少　时，洞内信号电平（或ＫＳＣＰ）符合电磁信号衰　落比例，用户能够正常使用网络；但在车辆较多　或堵车时，车辆对电磁信号的吸收和反射累加，　常导致洞内中心位置信号低于一９０　ｄＢｍ，甚至低　于最低接入电平，导致用户脱网。　比较后发现，两种策略各有优劣，就密闭　长隧道场景而言，综合两种思路，采用分布式　信源方式较好。信源为光纤一拖多直放站或射　频拉远基站，功率在２０　ｗ左右，传输媒质为光　纤，天线为１３　ｄＢ左右定向天线，覆盖半径在５００　～１０００　ｍ。能有效回避单一信源引起的信号易　受阻挡的弊病，同时借鉴多天线的布局，可以　在洞内布置多个信源和天线，满足覆盖需求。　２．２短隧道场景　短隧道长度在５００ｍ以内（包括涵洞），高　速路、铁路、公路等分布较多，多数采用宏站　覆盖，可假定为有衰落的道路场景。短隧道覆　盖的难点为是否需要引入深度覆盖，处理不当　极易成为掉话点或掉话高风险点。通过以下两　ＷＷＷ．ｔｔｍ　ｃｏｍ．ｃｎ　５９　点可以判断是否需要引入深度覆盖。　（１）宏基站的物理位置　隧道两端宏基站天馈的位置能否　有效覆盖隧道，且能甭达到一定质量　的交叉覆盖，如果不能就要考虑增加　深度覆盖。根据宏站位置的高度、距　离等数据计算路径损耗值。如果天线　出口功率与损耗值的差大干一８５　ｄＢ，　则可以进入条件（２）判断。　发射佣　最大发射功率（ｄＢｍ）　馈线、接头损耗（ｄＢ）　合路损耗（ｄＢ）　天线增益（ｄＢｉ）　人体衰耗（ｄＢ）　等价发射功率（ｄＢｍ】　最大路径损耗（ｄＢ）　接收侧　接收灵敏度（ｄＢｍ）　快衰落冗余（ｄＢ）　接头、馈线损耗（ｄＢ）　天线增益（ｄＢｉ）　分集增益（ｄＢ）　双工损耗（ｄＢ）　人体衰耗（ｄＢ）　等价灵敏度（ｄＢｒｎ）　表１下行链路预算数据　基站　一１０５　３　３　１６５　４　０５　Ｏ　－１１９　手机　—１Ｏ２　０　０　Ｏ　０　０　４　—９８　表２上行链路预算数据　手机　３３　Ｏ　Ｏ　Ｏ　４　２９　１４８　基站　３９５　３　３　１６５　Ｄ　５０　１４８　（２）是否构成快衰落　当移动台以一定的速度通过隧道　时，如果在两个测量点之间，覆盖电　平突降８　ｄＢ以上，下行信道瞬间变差，　信令丢失，形成快衰落，此时移动台　极易掉话，必须考虑深度覆盖。　如果增加深度覆盖，信源功率过　低。实际情况是ＧＳＭ规范提出较早，　随着电子设备制造的进步，一般移动　台接收机灵敏度为一１０４　ｄＢｍ，甚至更　低，此时可提高寻呼成功率，增加移　动台和网络的附着。　致接入失败。建议此类情况做深度覆盖。　除切换外，其他参数和长隧道基本相同。　大会造成施主信号越区，增加不必要的　干扰，导致系统指标下降。采用单独信　源，移动台进出隧道均发生切换，如车　切换参数建议如下：　・关闭切换预处理；　速过快，会因切换不及时，导致掉话。　建议采用延伸宏基站的方式，即信源为　直放站或射频拉远基站，施主信源为隧　・增加强度切换窗口值；　・可以开启快速切换，修改Ｐ：Ｎ　值为２：１，减少切换时间。　扦启快速切换之后，上行快衰　落引起的切换尝试次数明显增加，但　ＰＢ　ＧＴ引起的切换尝试次数并没有因　为开启快速切换而明显增加。虽然切　换次数增加较多，但是从全天统计数　据来看，并没有造成切换成功率的下　降，说明开启快速切换功能对小区性　能并没有造成负面影响。　（４）小区容量　覆盖隧道小区的容晕可根据实际　情况配置，同时开启半速率，预防堵　车时的高活务冲击。　道两端宏基站，功率为５～１ｏ　ｗ，传输　媒质为馈线或光纤，天线为３～４　ｄＢ低　增益天线。覆盖区域控制在隧道附近，　减少信号外泄的风险。　（５）链路预算　链路预算数据见表１、表２。　（６）切换区域　目不同场景优化建议　３．１长隧道场景优化建议　为降低分布式基站天馈阻挡引起脱　网、掉话等风险，建议参数设置如下。　（１）小区配置　分布式基站设置的小区个数尽量　少，减少小区间切换。　设小区间切换时间为３　Ｓ，假设时速　为６０　ｋｍ／ｈ（约１７　ｍ／ｓ）时，可考虑设　６０　ｍ的切换区域。通过链路预算可以得　出，实际覆盖半径可以达：￣ＪＪＧｏｓ　ｍ，结　合６００　ｍ的设计覆盖距离可以算出，隧　道中段小区交叠区域约有２１６　１１１，完全　满足６０　ｍ切换区域的设置需求。　口结束语　做好隧道的网络覆盖是保障隧道网　络质量的根本。不同场景的隧道，应该　（２）交叠区域　隧道覆盖外延，使移动台在隧道　内小区和室外小区的切换发生在隧道　外，避免因切换不及时、信令丢失、接　采用不同的覆盖方式，而覆盖方式又决　３．２短隧道场景优化建议　短隧道覆盖距离较短，如果隧道两　端宏基站能够达到覆盖要求，尽量采用宏　定了优化手段的差别，本文通过比较目　前不同隧道场景的覆盖方式，提出针对　性覆盖建议，并在后续的优化中给出参　数及工程方面的建议。后续将针对隧道　的不同场景定制不同的无线设备，确保　收质量变差，导致掉话等异常事件。　（３）最小接入电平　修改小区移动台允许接入的最小　电平，设置为８（即一１０２　ｄＢｍ），该　值比ＧＳＭ规范要求的移动台灵敏度略　基站覆盖。如果移动台在隧道内起呼，因　绝大部分地区没有开启信令切换，移动台　重选接入信令信道后，因受阻挡，电，Ｔ￣ｑＥ　会有部分降低，如果此时网络受到干扰，　信令信道严重恶化，不能分配业务信道导　隧道的覆盖和优化进一步提升。虹　如对本文内容有任何观点或评论，请发Ｅ—ｍａｉＩ至　ｅｄｉｔｏｒ＠ｔｔｍ　ｃｏｒｎ　ｃｎ　６Ｏ　ＴＥＬＥ∞ＭＭＵＮＩＣＡＴｌｏＮＳＴＥＣＨＮｏ１　０Ｇ、　２０噜一童　・２