高速铁路红线内公网通信覆盖优化方案研究

杨博欣

摘 要 随着中国高速铁路的迅猛发展，乘坐高铁已成为广大旅客出行的重要方式，如何为旅客提供更加优质的公网通信服务，也已成为各大运营商所关心的课题。本文将分析高速铁路红线内公网覆盖的主要方式及干扰来源，并提出在设计阶段降低干扰的优化方案。

关键词 高速铁路;隧道公网覆盖;干扰;信号优化

引言

伴随着中国高速铁路十余年的迅猛发展，乘坐高铁已逐渐成为广大旅客出行的重要方式。与此同时，为广大旅客在高铁沿线，特别是隧道区间提供更加优质的移动通信服务，满足旅客日益增长的通信需求，已成为各大运营商所关心的课题。本文将分析高速铁路红线内公网覆盖的主要方式及干扰来源，并提出在设计阶段降低干扰的优化方案。

1隧道区间公网覆盖的主要方式及干扰分析

目前，高速铁路隧道区间公网通信覆盖主要采用漏泄电缆的方式，其最大优势在于信号覆盖均匀。由于车体与漏泄电缆辐射出的信号始终保持90°夹角，可以有效避免多普勒频偏效应，提供良好的信号覆盖效果。同时，漏泄电缆拥有宽频带特性，可同时支持CDMA800、GSM900、GSM1800、 WCDMA等系统，大大降低了多系统引入隧道时的建设成本[1]。

隧道区间公网通信系统间的干扰主要包括杂散干扰、互调干扰、阻塞干扰等多种类型。其中，杂散干扰和阻塞干扰可通过加入高品质POI和合路器进行有效抑制，因此在设计过程中需要考虑的主要干扰类型为互调干扰。互调干扰一般由公网通信覆盖系统中的非线性元器件引起，以移动的TD-LTE（E频）与联通U/L 2.1G产生三阶互调信号对联通U/L 2.1G的上行频段的干扰为例，如图1所示，移动TD-LTE（E频）频段为2320MHz-2370MHz;联通U/L2.1G下行频段为2130MHz-2145MHz，利用计算公式，可知三阶互调信号的范围是1890MHz-1970MHz，与联通U/L 2.1 G上行频段范围1940MHz-1955MHz重合，从而对联通U/L 2.1 G产生互调干扰。

2隧道区间降低干扰的方案

2.1 合理规划漏缆资源

高速铁路隧道区间的公网通信多采用多系统并行，不同系统间产生互调干扰的强度并不相同。根据一般厂家所提供的漏缆测试数据，当两条漏缆的间距大于30cm时，可实现隔离度≥60dB。因此在设计过程中，可先通过理论计算确定互调干扰最为严重的系统，将这些系统规划分别规划至挂高2.1m与2.6m的兩条漏缆中进行传输，可最大程度的规避互调干扰，达到优化高速铁路隧道内公网通信覆盖效果的目的。

2.2 优化元器件选型

由于互调干扰主要由元器件的非线性引起，因此，优化元器件的选型也可有效降低互调干扰。

（1）使用成品跳线。隧道区间漏缆与POI之间需要跳线进行连接，在传统设计方案中，多采用跳线与接头分别采购，由施工人员现场焊接的方式，这种方式使接头质量受人为因素影响严重。在设计中采用成品跳线可以很大程度降低由于施工工艺不达标问题引起的干扰。

（2）用DIN型连接器替代N型连接器。与传统设计中使用的N型连接器相比，DIN型连接器通过增大接触面积避免了隧道区间内连接器因震动改变接触点非线性指标，导致互调稳定性差这一问题。

3隧道口公网通信干扰分析及优化方案

为确保隧道内外信号的平滑切换，在红线内公网通信覆盖设计中，还应考虑隧道口的公网信号覆盖。一般情况下，隧道口的公网覆盖多采用安装两副定向天线，即高频天线（1710～2700MHz）和低频天线（800～960MHz）将隧道内信号引出并确保与隧道外信号覆盖范围有足够重叠距离。当引出至隧道口的漏缆末端功率无法满足系统切换距离时，还需在隧道口安装信源设备。

与隧道区间公网通信系统主要干扰相比，隧道口还需考虑定向天线之间所产生的相互干扰。一般情况下，当隧道口杆塔采用H杆建设方式时，需考虑天线之间的水平隔离度间距;当隧道口杆塔采用单杆塔方式时，需考虑天线之间的垂直隔离度间距。利用计算公式，

其中（）为空间隔离度（dB），与为发送天线与接收天线的增益。通过计算可知当高低频水平间距大于1.1m，垂直间距大于0.4m时，可避免天线之间的相互干扰。

4结束语

本文对高速铁路红线内隧道区间及隧道口的公网通信覆盖方式及主要干扰类型进行了简要介绍，进而提出了在设计阶段合理规划漏缆资源，优化元器件选型，设置必要的空间隔离间距等降低公网通信系统干扰的优化方案，希望可以为广大高速铁路红线内公网通信设计人员提供参考。

参考文献

[1] 刘金科，罗中威.轨道交通类项目公网覆盖干扰分析与处理方法探讨[J].电信技术，2019，（9）：31-36.