沈阳移动地铁隧道内5G网络建设干扰分析

2020-07-16赵彦博

缔客世界 2020年1期

赵彦博

（沈阳地铁集团有限公司辽宁沈阳 110011）

引言

随着社会经济的不断发展，地铁运行进程逐渐加快，其逐渐成为了人们出行的主要方式，而用户在地铁中，经常使用4G移动网络方式来消磨时间，所以4G网络在地铁场景下的业务质量以及用户感知中受到了广泛的应用，导致4G网络扩容需求与日俱增。同时国家今年要求5G网络覆盖建设要求，产生了4G网络扩容和5G网络建设共存的局面，这对地铁运营信号网络是一个巨大的考研，本文从地铁专有网络频段和4G新增网络频段的安全频段间隔以及相互见干扰等方面分析，总结4G网络项目扩容的可行性。

1 频段之间的安全分析

1.1 地铁专有频段

目前，沈阳地铁各条线路内，地铁使用的各系统，如表1所示。

表1 地铁专网各系统信息表

1.2 移动新增4G频段和5G频段

现阶段，沈阳移动准备在已经开通运营的地铁1、2、9、10号线内建设5G网络，并在地铁1、2号线内进行4G网络的扩容（新增4G网络频段），各线路具体增加网络情况，如表2。

表2 沈阳移动在各地铁线路拟接入的网络

1.3 频段间干扰分析

通过表1和表2可以看出，本次沈阳移动拟接入的各网络，与地铁专网各系统的频段间距较大，不会发生邻频干扰（一般有5M间隔的保护带宽，即可有效规避邻频干扰），专网各系统与移动准备接入的各网络，不在同一套分布系统（泄漏电缆）中，同时民用通信系统中的POI、无源器件及各类接头，都有-130dBc以上的互调抑制指标，即可以规避互调干扰，则本次干扰分析，主要考虑沈阳移动拟接入各网络对地铁各系统的杂散干扰[1]。

分析一个系统是否受到干扰，是通过系统的基站接收机能够承受的最大干扰门限来进行判断，通常采用一定底噪抬升作为评估标准，即系统的基站底噪抬升不超过0.8dB，则判定本系统基站未收到干扰，此时相当于外部增加了一个比系统的基站底噪低7dB的干扰信号。

系统的底噪计算公式如下：

其中：K为玻尔兹曼常数；

T为开氏温度；

B为系统带宽；

NF为接收机噪声系数。

通常为方便计算，上述公式可以变形如下公式：

其中：b为系统带宽，单位为kHz，NF为5。

通过上述公式，可以计算出目前沈阳地铁各条线路内，各专网系统所有接收的最大的外部干扰信号强度，如表3所示。

表3 地铁专网系统可接收最大外部干扰信号分析

2 频段隔离分析

2.1 移动各网络与地铁专网隔离分析

沈阳移动采用的各制式网络设备，均符合国家通用杂散发射限值相关标准，对于30MHz至1GHz频段，杂散发射值不超过-36dBm/100kHz，对于1GHz以上频段，杂散发射值不超过-30dBm/1MHz，按照发射限值上限进行计算，则沈阳移动拟接入的各网络与地铁专网之间需要的隔离度，如表4。

表4 移动网络设备与地铁专网各系统直接隔离度

通过表4可以看出，无论哪条线路，都是警用350M和集群800M系统隔离度要求最高。

2.2 物理隔离及角度分析

根据之前地铁公司反馈的隧道区间设备漏缆挂高剖面图，可以看出，警用350M系统所使用泄漏电缆距离民用通信泄漏电缆最近，民用通信漏缆挂高分别为2100mm和2625mm，警用350M漏缆挂高为3450mm，二者间距为825mm[2]。

综上所述，警用350M网络隔离度需求最高、距离民用通信泄漏电缆距离最近，同时自身的频段最低自由空间损耗最小，即只要满足沈阳移动拟接入网络不干扰警用350M系统，则可以保证对其他系统不存在干扰[3]。

干扰信号与警用350M系统之间的隔离度计算公式如下：

隔离度=无源器件损耗+跳线及接头损耗-漏缆覆盖角度增益+漏缆耦合综合损耗（3）

其中：无源器件损耗：指信号馈入无源器件的损耗，为5.5dB；

跳线及接头损耗：指设备与POI之间，POI与泄漏电缆之间的各类线缆及接头的损耗总计，为1.5dB；

漏缆覆盖角度增益：指漏缆在不同的发射方向上的增益，通常漏缆在发射方向0°至±45°的增益为0dB，±46°至±68°的增益为-5dB，±69°至±90°的增益为-10dB；

漏缆综合损耗：指信号通过漏缆耦合至自由空间，并经过自由空间进入被干扰系统这一过程中的总损耗，在超过0.8m的距离下，综合损耗按75dB计算[4]。

由上述公式可计算出，隔离度=5.5+1.5-（-10）+75=92dB，满足警用350M系统90dB隔离的要求。

2.3 设备及线缆材料对干扰的影响

需要说明的是，上述计算结果是在杂散干扰发射值最大的情况下进行的分析，实际工程中，运营商对设备的性能指标要求要远高于国家通用杂散标准，以沈阳移动目前的设备供应商爱立信为例，其提供的所有应用于地铁内信源设备，在集群800M系统、LTE-M系统以及WLAN（2.4G）系统的频段范围内，其杂散指标为-57dBm/100kHz、-86dBm/1MHz以及-58dBm/1MHz，远优于通用杂散指标，同时民用通信漏缆与各专网系统之间，存在着铁质托架和托架上各类线缆，类似于增加一层“金属屏蔽网”，进一步增加了干扰信号传播损耗，规避了相互干扰[5]。