一、概述

对隧道管廊来说、实现全线覆盖是评判无线对讲系统工程质量好坏的一个重要环节, 是无线对讲系统厂家提高综合竞争力的一个有力手段。而目前大多数隧道管廊都是覆盖盲区, 因此需要结合特定的环境覆盖设计来制订专门的隧道管廊无线对讲系统覆盖解决方案。

隧道管廊无线对讲系统覆盖主要分为隧道管廊、公路隧道管廊、地铁隧道管廊、海底隧道管廊、城市综合隧道管廊等多种。每种隧道管廊有着不同的特点, 一般来说公路隧道管廊一般比较宽敞, 在隧道管廊里面的覆盖状况在有车通过时与没有车通过时差别不大。车辆通过时, 隧道管廊内剩余空间较大, 可以根据实际情况选择尺寸大一些的天线, 以获取较高的增益, 使得覆盖范围更大。而隧道管廊一般来说要狭窄一些, 特别是一些车辆或者别的物体经过时, 被填充后所剩余的空间很小, 对隧道管廊的填充对信号传播会有较大的影响。并且天线系统的安装空间有限, 这样天线的尺寸和增益也必然会受到很大的限制。

不管是哪种隧道管廊, 都存在长短不一的状况。短的隧道管廊只有几百米, 而长的隧道管廊有十几公里。在解决短隧道管廊的覆盖时, 可采用较多灵便经济的手段, 如在隧道管廊口附近用普通的天线往隧道管廊里进行覆盖等。而这些手段可能在解决长隧道管廊无线对讲系统覆盖时不起作用, 对于长隧道管廊的覆盖必须采取另外一些手段。因此对于每段隧道管廊的解决方案可能都会有所区别, 必须根据实际情况来选定覆盖解决方案。

在进行隧道管廊无线对讲系统覆盖规划之前, 一般需要知道以下一些数据: 隧道长度、隧道管廊宽度、隧道管廊孔数(1 或 2)、需要的覆盖概率(50% ,90% , 95% , 98% 或 99% )、隧道管廊结构 ( 金属结构还是混凝土结构)、总共考虑多少个载频、隧道管廊中最小接收电平 ( 一般为-85dBm 到- 102dBm )、隧道管廊孔的间距、A C öDC 是否可用、墙壁上能否打孔、隧道管廊入口处的信号电平大小、隧道管廊内部已有信号电平大小等。

二、隧道管廊无线对讲系统覆盖的信号源选择

为了提供隧道管廊无线对讲系统覆盖, 一个信号源与一套无线对讲系统是必须要的。隧道管廊无线对讲系统覆盖需要根据隧道管廊附近的无线覆盖状况及传输、用量、现有网络设备等情况来决定隧道管廊无线对讲系统覆盖所采用的信号源: 引入第三方信号源、自组网、无线直放站等。对于、公路隧道管廊无线对讲系统覆盖来说, 由于其中的话务量小, 基站作为信号源较为少用。但在城市地铁隧道管廊中, 人流量大,通信较为频繁, 这种场合不仅要覆盖站台, 而且要覆盖系统出口较大的地方。采用无线直放站引入第三方信号来作为隧道管廊无线对讲系统覆盖消防救灾的信号源。采用无线直放站引入电台广播等地三方信号作为收音机的信号源。除采用无线直放站以外, 采用光纤直放站作为自组网信号源的传输层对隧道管廊进行覆盖。

三、隧道管廊无线对讲系统覆盖天馈系统的选择

在选择好了信号源以后, 要根据实际情况来配置不同的天馈系统来对隧道管廊进行覆盖。通常有三种不同的配置, 即同轴馈电无源分布式天线、光纤馈电有源分布式天线、泄漏电缆。

1、同轴馈电无源分布式天线

 采用同轴馈电无源分布式天线进行隧道管廊无线对讲系统覆盖是一种可选的方式, 这种覆盖方案设计比较灵活、价格相对低、安装较方便。同轴电缆的馈管衰减较小, 天线的增益的选择主要是取决于安装条件的限制, 在条件许可时, 可选用增益相对高些的天线, 覆盖范围会更大。该方案的简化就是采用单根天线对隧道管廊进行覆盖,这种方案对较短的隧道管廊是一种成本最低的解决方案。

2、光纤馈电有源无线对讲系统

 在某些复杂的隧道管廊无线对讲系统覆盖环境中, 可以采用光纤馈电有源无线对讲系统来替代同轴馈电无源无线对讲系统。它更适用于覆盖地下隧道管廊(地铁隧道管廊) 及站台。采用光纤馈电有源无线对讲系统的主要好处有: 在室内安装的电缆数减少、可适用更细的电缆、采用光缆可降低电磁干扰、在复杂的网络中设计更灵活。缺点是成本高。

3、泄露电缆

 采用泄漏电缆来进行隧道管廊无线对讲系统覆盖是一种最为常用的方式。使用泄漏电缆的好处是:

(1)、可减小信号阴影及遮挡, 在复杂的隧道管廊中, 若采用分布式天线, 手机与某个特定的天线之间可能会受到遮挡导致覆盖不好;

   (2)、信号波动范围减少, 采用泄漏电缆与采用其它的天线系统相比, 隧道管廊内信号覆盖更均匀;

 (3)、可对多种服务同时提供覆盖, 泄漏电缆本质上是一宽带系统, 多种不同的无线系统可以共享同一泄漏电缆, 考虑到在隧道管廊中经常使用一些无线系统(如寻呼系统、告警系统、广播、移动电话) , 由于可共享一条泄漏电缆, 减小了架设多个天线系统时工程安装的复杂性。泄漏电缆覆盖设计是一种很成熟的技术, 设计相对简单。因此本文不作重点分析。

 下面着重分析采用普通的无源天馈进行隧道管廊无线对讲系统覆盖的方案设计方法。

四、采用同轴馈电无源无线对讲系统的隧道管廊无线对讲系统覆盖方案

根据隧道管廊的长短不同, 在隧道管廊中安装不同数量的双向天线与放大器, 信号源采用小基站, 输出功率为39dBm。同时假定需要的最小接收信号电平为-  85dBm (考虑到一定的车体穿透损耗裕量) , 再加上8dB 以保证位置概率达到90% 的水平。双向天线的增益为5dB i, 等概率功分器、跳线损耗为2dB , 馈管采用7ö8, 每100 米4dB 的损耗。