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出现发散衰减,当然前提是反射不吸收能量。如图

2 所示: 

  图

2 能量在隧道中反射模型图 

  在实际情况下,每反射一次能量就会被吸收一部分。被反射的能量与入射的能量成一定
的比例

a,而反射的次数是与距离成正比的,所以能量为: 

  

P=P0-a*d/k (1) 

  其中,

d 为信号传播的总距离;k 为反射一次的距离;d/k 为反射次数。 

  因此,根据

ITU-R P.1238-3 建议书《用于规划 900MHz 至 100GHz 频率范围内室内无线

电通信系统和无线局域网规划的传播数据和预测方法》提出的室内适用的传播模型:室内无
线链路衰耗主要由路径衰耗中值与阴影衰落决定,隧道可以认为是一管道,信号传播是墙
壁反射与直射的结果,直射为主要分量,这种传播模型对隧道覆盖也是有效的。根据试验数
据对传播模型进行了修正,得出下面这个简单实用的隧道传播模型进行隧道覆盖的设计:

 

  

Lpath=20lgf+30lgd-28 (2) 

  其中,

Lpath 为信号的路径损耗;f 为信号频率;d 为信号传播距离。 

  

3.2 常用信源对比 

  高速隧道的无线覆盖主要是满足过往车辆中的驾驶员或乘客的正常通信,容量需求较
低,因此在进行高速公路隧道无线覆盖设计时只需考虑覆盖和质量。此外,由于高速公路隧
道处于高速公路之上,存在存放设备区域小、维护较为困难等实际问题,所以用于高速公路
隧道覆盖的信源设备只能选择直放站和射频拉远基站。这两种方案选用的性能对比如表

1 所

示:

 

  表

1 光纤直放站与射频拉远基站对比 

  对比项

 光纤直放站 射频拉远基站 

  网络覆盖

 抬升底噪,导致反向受限,前反向覆盖不平衡 前反向链路增益基本相同,保

证前反向覆盖一致

 

  容量

 不提供容量 最高 8 载波容量 

  网络质量

 功控受影响,小区容量降低 功控不受影响 

  可靠性

 附属设备多,可靠 

  性低

 电信级设计,符合 IP65 防护标准 

  网管

 信息量小,可靠性低,无法与其他无线设备统一管理 统一网管,可靠性高 

  定位等业务

 无法支持 支持 

  综合考虑

1X 及 DO 业务,在 3G 信号覆盖中,业界普遍以 RRU 做信号源。结合实际应

用效果,本文建议使用射频拉远基站作为隧道覆盖的信号源。

   3.3 常见隧道覆盖方式 

  高速公路隧道的覆盖方式需要考虑建设简易性、维护方便性等,因此对于高速公路隧道
的覆盖可选方式中,均采用了直接对信源设备出来的馈线进行二功分或四功分,从而实现
对隧道的覆盖。

 

  (

1)短隧道的隧道口二功分直接覆盖,如图 3 所示; 

  (

2)中长隧道的隧道内人行道二功分或四功分对隧道进行覆盖,如图 4 所示。 

  

3.4 隧道覆盖天线选型 

  为保证行车安全,对隧道覆盖提出了三个要求:一是要保证天线的尺寸不能过大,车
辆不会撞击到天线;二是为了保证天线不影响司机的视线,需要将天线伪装成与隧道内壁
相近的颜色;三是不能影响隧道设施的正常使用。根据这些要求,在隧道覆盖过程中一般采
用的天线有小面板天线、八木天线和对数周期天线。这三种天线参数对比如表

2 所示。 

  由于高速公路隧道内尘埃较多,天线设备所处环境较为恶劣,因此结合前期天线应用
情况,推荐使用小面板定向天线。

 

  

3.5 隧道覆盖链路预算