5G基站在地铁中的建设模式- 大数跨境

城市轨道交通网CCRM

2020-01-13

在等待地铁到来以及乘坐地铁时，玩手机是乘客们打发时间的最好方式，导致地铁的手机流量这几年快速增幅。因此在5G到来的时代，覆盖好地铁5G信号对运营商有着极其重要的意义。但由于5G的频段以及目前设备的形态有别4G，需要重新探讨更好更适合5G建设的方案。

地铁4G覆盖现状以及5G建设难点

城市轨道交通多为封闭式环境，轨道交通站台站厅、区间隧道内各种无线信号几乎都未盲区，并且地铁列车车体、站台两侧安全屏蔽门会对无线信号产生屏蔽。最好的覆盖模式肯定是站台站厅、区间隧道分开进行。站台站厅的4G网络目前大部分是采用DAS系统，但是目前市面上的室分无源器件等都是支持800M-2700M的频段，可以满足移动5G的2.6G频段，不能满足电信联通5G的3.5G频段。区间隧道的4G网络目前大部分是采用13/8泄漏电缆，但是13/8泄漏电缆的最大截止频率是2.98G，同样是可以满足移动的5G频段，不能满足电信联通的5G频段。虽然从器件的频段上移动5G可以使用原有的4G系统，但是现有的分布系统或者泄漏电缆大部分是单路系统，如果5G只是单纯的合路4G现有分布系统或者漏缆，将无法实现至少4T4R的5G多流。

站台站厅的5G建设方案

目前地铁站台站厅的4G方案主要是有源室分和传统室分，这两种方案目前都不能被5G直接利旧合路。对于电信联通来说传统室分由于频段的限制直接合路4G传统室分是不可行的。对于移动5G的2.6G频段来说，现有的传统室分的器件使可以使用，但是如果要做到4T4R，就需要现有馈线的基础上再增加3条同路由的馈线，并且为了保障MIMO的性能每条馈线之间要满足至少4-12倍波长的间隔，这样会导致检核难度增加工程建设时间增长。

以目前在用的传统室分器件来看，移动5G如果放弃多流可以选择站台站厅原有的DAS系统合路，1T1R的5G速率也是不输给4G网络的。但是如果要更高速的5G网络三大运营商都可以选择有源室分系统，首先有源室分系统无线侧组网简单，有微型射频拉远单元和通用公共无线电接口汇聚单元构成。2种设备通过光电混合缆连接。微型射频拉远单元具备4T4R的天线，并且有源室分系统方案较传统室分具有以下明显优势；架构简单部署快速，大容量并支持小区合并、分裂、软件灵活扩容，满足室内大话务量需求，所有网源端到端可监控，且与宏网共网管，无需单独新建网管。

区间隧道的5G建设方案

目前地铁区间隧道的4G方案普遍都是布防了2条的13/8泄漏电缆，如果要建设5G就需要再布防5/4泄漏电缆，因为13/8最大截止频率为2.98GHZ，只适合移动不适合电信联通的5G设备。但是新增的漏缆受限于空间限制，普遍最多只能再新增2条。（图一）

3.1隧道泄漏电缆的3种方案

1）新增5/4漏缆

2）5/4漏缆替换存量一根漏缆

3）5/4漏缆替换存量两根漏缆

如果不采用隧道泄漏电缆的方案，可以使用隧道天线方案：

1）新增隧道天线

3.2地铁漏缆、天线覆盖能力分析

隧道漏缆方案的传播模型：泄漏电缆综合损耗+宽度因子+穿透损耗+人体损耗+阴影衰落，宽度因子=10*Log10(D/2)，漏缆传播模型与自有空间传播模型有明显差异，首先路径损耗因子是10而不是20，其次距离因子是d/2而不是d,路径损耗因子差异是球面波损耗与柱状波损耗的区别，距离因子差异是由于漏缆空间耦合损耗是指从漏缆开口处距离漏缆2米处的耦合损耗，因此宽度因子需要以2米为基准给出。

隧道天线方案的传播模型：ITU-RP.1238模型+穿透损耗+人体损耗+阴影衰落。经某市地铁检测3.5G频段，在隧道内使用天线场景，分别测试了车中和车头场景的穿透损耗，综合考虑取车中场景作为参考，建议3.5G取值25dB穿透损耗。

通过5G地铁漏缆、天线覆盖能力分析得出漏缆和天线方案均可满足500m站间距。