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一、概述

對(duì)隧道管廊來(lái)說(shuō)、實(shí)現(xiàn)全線覆蓋是評(píng)判無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)工程質(zhì)量好壞的一個(gè)重要環(huán)節(jié), 是無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)廠家提高綜合競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)有力手段。而目前大多數(shù)隧道管廊都是覆蓋盲區(qū), 因此需要結(jié)合特定的環(huán)境覆蓋設(shè)計(jì)來(lái)制訂專門(mén)的隧道管廊無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)覆蓋解決方案。

隧道管廊無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)覆蓋主要分為隧道管廊、公路隧道管廊、地鐵隧道管廊、海底隧道管廊、城市綜合隧道管廊等多種。每種隧道管廊有著不同的特點(diǎn), 一般來(lái)說(shuō)公路隧道管廊一般比較寬敞, 在隧道管廊里面的覆蓋狀況在有車(chē)通過(guò)時(shí)與沒(méi)有車(chē)通過(guò)時(shí)差別不大。車(chē)輛通過(guò)時(shí), 隧道管廊內(nèi)剩余空間較大, 可以根據(jù)實(shí)際情況選擇尺寸大一些的天線, 以獲取較高的增益, 使得覆蓋范圍更大。而隧道管廊一般來(lái)說(shuō)要狹窄一些, 特別是一些車(chē)輛或者別的物體經(jīng)過(guò)時(shí), 被填充后所剩余的空間很小, 對(duì)隧道管廊的填充對(duì)信號(hào)傳播會(huì)有較大的影響。并且天線系統(tǒng)的安裝空間有限, 這樣天線的尺寸和增益也必然會(huì)受到很大的限制。

不管是哪種隧道管廊, 都存在長(zhǎng)短不一的狀況。短的隧道管廊只有幾百米, 而長(zhǎng)的隧道管廊有十幾公里。在解決短隧道管廊的覆蓋時(shí), 可采用較多靈便經(jīng)濟(jì)的手段, 如在隧道管廊口附近用普通的天線往隧道管廊里進(jìn)行覆蓋等。而這些手段可能在解決長(zhǎng)隧道管廊無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)覆蓋時(shí)不起作用, 對(duì)于長(zhǎng)隧道管廊的覆蓋必須采取另外一些手段。因此對(duì)于每段隧道管廊的解決方案可能都會(huì)有所區(qū)別, 必須根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選定覆蓋解決方案。

在進(jìn)行隧道管廊無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)覆蓋規(guī)劃之前, 一般需要知道以下一些數(shù)據(jù): 隧道長(zhǎng)度、隧道管廊寬度、隧道管廊孔數(shù)(1 或 2)、需要的覆蓋概率(50% ,90% , 95% , 98% 或 99% )、隧道管廊結(jié)構(gòu) ( 金屬結(jié)構(gòu)還是混凝土結(jié)構(gòu))、總共考慮多少個(gè)載頻、隧道管廊中最小接收電平 ( 一般為-85dBm 到- 102dBm )、隧道管廊孔的間距、A C ?DC 是否可用、墻壁上能否打孔、隧道管廊入口處的信號(hào)電平大小、隧道管廊內(nèi)部已有信號(hào)電平大小等。

二、隧道管廊無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)覆蓋的信號(hào)源選擇

為了提供隧道管廊無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)覆蓋, 一個(gè)信號(hào)源與一套無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)是必須要的。隧道管廊無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)覆蓋需要根據(jù)隧道管廊附近的無(wú)線覆蓋狀況及傳輸、用量、現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等情況來(lái)決定隧道管廊無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)覆蓋所采用的信號(hào)源: 引入第三方信號(hào)源、自組網(wǎng)、無(wú)線直放站等。對(duì)于、公路隧道管廊無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)覆蓋來(lái)說(shuō), 由于其中的話務(wù)量小, 基站作為信號(hào)源較為少用。但在城市地鐵隧道管廊中, 人流量大,通信較為頻繁, 這種場(chǎng)合不僅要覆蓋站臺(tái), 而且要覆蓋系統(tǒng)出口較大的地方。采用無(wú)線直放站引入第三方信號(hào)來(lái)作為隧道管廊無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)覆蓋消防救災(zāi)的信號(hào)源。采用無(wú)線直放站引入電臺(tái)廣播等地三方信號(hào)作為收音機(jī)的信號(hào)源。除采用無(wú)線直放站以外, 采用光纖直放站作為自組網(wǎng)信號(hào)源的傳輸層對(duì)隧道管廊進(jìn)行覆蓋。

三、隧道管廊無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)覆蓋天饋系統(tǒng)的選擇

在選擇好了信號(hào)源以后, 要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)配置不同的天饋系統(tǒng)來(lái)對(duì)隧道管廊進(jìn)行覆蓋。通常有三種不同的配置, 即同軸饋電無(wú)源分布式天線、光纖饋電有源分布式天線、泄漏電纜。

1、同軸饋電無(wú)源分布式天線

 采用同軸饋電無(wú)源分布式天線進(jìn)行隧道管廊無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)覆蓋是一種可選的方式, 這種覆蓋方案設(shè)計(jì)比較靈活、價(jià)格相對(duì)低、安裝較方便。同軸電纜的饋管衰減較小, 天線的增益的選擇主要是取決于安裝條件的限制, 在條件許可時(shí), 可選用增益相對(duì)高些的天線, 覆蓋范圍會(huì)更大。該方案的簡(jiǎn)化就是采用單根天線對(duì)隧道管廊進(jìn)行覆蓋,這種方案對(duì)較短的隧道管廊是一種成本最低的解決方案。

2、光纖饋電有源無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)

 在某些復(fù)雜的隧道管廊無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)覆蓋環(huán)境中, 可以采用光纖饋電有源無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)來(lái)替代同軸饋電無(wú)源無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)。它更適用于覆蓋地下隧道管廊(地鐵隧道管廊) 及站臺(tái)。采用光纖饋電有源無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)的主要好處有: 在室內(nèi)安裝的電纜數(shù)減少、可適用更細(xì)的電纜、采用光纜可降低電磁干擾、在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中設(shè)計(jì)更靈活。缺點(diǎn)是成本高。

3、泄露電纜

 采用泄漏電纜來(lái)進(jìn)行隧道管廊無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)覆蓋是一種最為常用的方式。使用泄漏電纜的好處是:

(1)、可減小信號(hào)陰影及遮擋, 在復(fù)雜的隧道管廊中, 若采用分布式天線, 手機(jī)與某個(gè)特定的天線之間可能會(huì)受到遮擋導(dǎo)致覆蓋不好;

   (2)、信號(hào)波動(dòng)范圍減少, 采用泄漏電纜與采用其它的天線系統(tǒng)相比, 隧道管廊內(nèi)信號(hào)覆蓋更均勻;

 (3)、可對(duì)多種服務(wù)同時(shí)提供覆蓋, 泄漏電纜本質(zhì)上是一寬帶系統(tǒng), 多種不同的無(wú)線系統(tǒng)可以共享同一泄漏電纜, 考慮到在隧道管廊中經(jīng)常使用一些無(wú)線系統(tǒng)(如尋呼系統(tǒng)、告警系統(tǒng)、廣播、移動(dòng)電話) , 由于可共享一條泄漏電纜, 減小了架設(shè)多個(gè)天線系統(tǒng)時(shí)工程安裝的復(fù)雜性。泄漏電纜覆蓋設(shè)計(jì)是一種很成熟的技術(shù), 設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單。因此本文不作重點(diǎn)分析。

 下面著重分析采用普通的無(wú)源天饋進(jìn)行隧道管廊無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)覆蓋的方案設(shè)計(jì)方法。

四、采用同軸饋電無(wú)源無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)的隧道管廊無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)覆蓋方案

根據(jù)隧道管廊的長(zhǎng)短不同, 在隧道管廊中安裝不同數(shù)量的雙向天線與放大器, 信號(hào)源采用小基站, 輸出功率為39dBm。同時(shí)假定需要的最小接收信號(hào)電平為-  85dBm (考慮到一定的車(chē)體穿透損耗裕量) , 再加上8dB 以保證位置概率達(dá)到90% 的水平。雙向天線的增益為5dB i, 等概率功分器、跳線損耗為2dB , 饋管采用7?8, 每100 米4dB 的損耗。