高鐵隧道場景的5G覆蓋方案研究

潘 翔，張 濤，李福昌（中國聯通網絡技術研究院，北京100048）

0 引言

截至2018年底，中國鐵路營業里程達到13.1萬km，其中高鐵營業里程超過2.9萬km［1］。隨著高鐵路網密度快速增長，旅客發送量不斷增加，高鐵通信逐步成為各通信運營商提升品牌效益和客戶黏合度的競爭領域。

現有高鐵里程中包括大量長隧道，如壁板坡隧道，全長超過14 km。與普通鐵路隧道相比，高鐵隧道的無線覆蓋設計和建設實施更加困難。高鐵隧道覆蓋的特點是列車速度快、車體穿透損耗大、設備安裝空間狹小等，這對移動通信網絡提出了更高的要求。如何在狹長的高鐵隧道內提供高質量的無線覆蓋，是各大運營商面臨的挑戰。

與4G相比，5G有更大的帶寬，有利于提升速率和容量，但更高的頻段對覆蓋能力提出了更高要求。在高鐵隧道場景中，傳統2G/3G/4G網絡通常采用BBU+RRU+泄漏同軸電纜（簡稱漏纜）的覆蓋方式［2］。漏纜的傳輸損耗系數與頻率成正比［3］，即頻率越高，單位長度的傳輸損耗越大。對于采用獨立組網（SA——Standing Alone）架構、部署在3.5 GHz頻段的5G網絡，若目標長度漏纜的損耗過大，則無法實現高鐵隧道的5G信號連續覆蓋。

1 隧道覆蓋方案

在高鐵長隧道中，一般每500 m有一個安裝設備的避車洞室。數字化室分單個遠端射頻單元覆蓋半徑不超過100 m［4］，受安裝條件限制，不適用于高鐵隧道布設。又因高鐵隧道空間狹小，考慮安全因素，也不具備安裝大型天線的條件。基于上述限制因素，可用于隧道場景的常見覆蓋方式包括：漏纜、漏泄波導管及特型天線。……