薛雨伟 陈庆勇

广东省电信规划设计院有限公司 广东 广州 510630

引言

地铁场景作为5G室内覆盖场景，具有高业务量、用户感知强、资源受限等特点。随着我国5G时代的到来，传统的地铁覆盖方式将难以满足5G的全覆盖的特点，而针对5G覆盖所使用的有源室分等建设方式在地铁受限于空间资源和建设成本，难以实现全地铁场景覆盖[1]。因此，本文以徐州地铁二号线为例，探讨如何在地铁中实现全地铁场景覆盖进行探讨。

1 徐州地铁现状及规划

1.1 现状

截至2020年12月，徐州地铁已开通地铁1号线、地铁2号线2条运营线路，共设车站38座（换乘站不重复统计），换乘车站2座，运营里程共计46.15km。

1.2 规划

2020年底前，徐州已形成城市地铁骨干网络，已开通2条线路，实现城区全覆盖，截至2020年11月，徐州地铁在建线路共有3条，即徐州地铁3号线一期、徐州地铁3号线二期、徐州地铁6号线一期，线路总长约47.43km。2020年1月20日，国家发改委批复徐州地铁第二期建设规划。徐州地铁远期线网规划由11条线路组成，包含中心城区7条轨道普线和外围地区4条轨道快线，总规模323.1千米。

1.3 覆盖需求

3家运营商共11套系统接入，具体如下：移动：GSM900、DCS1800（FDD）、TD-LTE2.3（E频段）、TD-LTE（D频段）、TD-LTE(F频段）、NR2.6G；电信：CDMA800、FDD-LTE2.1G、NR3.5G；联通：WCDMA2.1G、FDD-LTE1.8G、NR3.5G（5G共建共享，由电信共享载波100MHz，后续升级200MHz独立载波）。

2 地铁5G方案讨论

2.1 5G接入方式

2.1.1 区间隧道方案

徐州地铁二号线建设前，完成地铁5G试点测试的城市有郑州、石家庄、济南、北京。普遍采用的区间隧道覆盖方式有以下几种

图1 区间隧道方案

徐州二号线隧道内采用1-1/4”泄漏电缆四缆覆盖，站台区（广告牌区域）电联断开，移动单独布放两缆，隧道内连续覆盖；设备安装时，POI及运营商主设备安装于隧道区间，挂墙安装；在漏缆安装时，漏缆共铺设171.1km，固定在隧道墙壁以及托架最外侧，鉴于漏缆隔离度的特殊需求，漏缆卡具需要厂家定制，采用普通卡具每1 m固定一个，每10m时使用防火卡具；考虑MIMO需求及隧道内的限界，4条漏缆相邻间距为0.28m；另外，根据各系统设备输出功率、覆盖要求，结合链路预算，可以得出在隧道区域，电信5G频段单边传输距离最近[2]，为254m，考虑该系统在列车时速80km/h的切换距离为40 m，故隧道区间双边传输距离为469m。根据隧道设备安装的实际情况及运营商对链路预算的要求[3]，再结合实际工程实施经验，本工程断点间距取定参考值为450m。

2.1.2 站台站厅方案

站厅站厅室分覆盖通常采用传统室分或新型室分两种方式进行覆盖。目前全国大多数省份地铁4G时代站台站厅已采用新型室分，5G时代基本上都采用新型室分[4]，继续采用传统室分面临性能劣势。

徐州地铁二号线的车站覆盖方式：主要分为公共区域、办公区、机房区等，根据不同区域场景采用多元化覆盖方式：1)公共区域：站厅站台比较开阔，无墙体阻挡，天线布放采用“W”型交叉覆盖方式，天线间距设置为15m；2)站厅办公及机房区：房间密集，结构复杂，天线间距设置为12m，重要的办公室、会议室、更衣室等，采用天线进房间覆盖；3)站厅出入口覆盖：部分出入口建筑图纸不稳定的，预留3～4个天线功率；出入口无障碍电梯在站厅层设置对数周期天线进行覆盖，保证与室外信号的良好切换[5]；4)站台设备区：机房及走廊采用漏缆与全向天线兼顾覆盖的方式；5)站厅站台每个点位3个天线采用正三角形方式布放，天线间距1m，从而实现MIMO效果。

2.2 5G场景应用方案

根据以上方案分析，5G在地铁中的应用，实现了信息的共享，将场景应用方案划分以下两种。下面对5G升级典型应用场景进行分析。

（1）场景一：存量只有移动，在短期之内，电信、联通无共享需求。故新增5G升级模块，并采用现有POI设备和分布系统，将5G信号馈入漏缆。通过POI安装，减少了设备投入，降低用户投资[6]。

（2）场景二：存量只有电信和联通，在短期之内，移动无共享需求。故新增5G升级模块，并采用现有POI设备和分布系统。此场景不影响分布系统，故不需要对分布系统结构进行调整。但5G分布系统投资较大、施工难度大，不利于地铁隧道新增漏缆施工[7]。

（3）场景三：存量只有移动，且短期内电信、联通有共享需求。新增一套5G分布系统及POI设备供3家5G接入使用，原有分布系统及POI设备不做任何改造。引场景对现有分布系统基本无影响，此场景不影响分布系统，故不需要对分布系统结构进行调整[8]。但5G分布系统投资较大、施工难度大，不利于地铁隧道新增漏缆施工。3家共享漏缆存量，从而会产生复杂的干扰信号。

3 5G方案的应用前景及趋势

5G技术在徐州城市轨道交通体系中的应用，应做到以下两个方面：（1）通过在地铁中引入5G技术，实现现有系统的升级优化。此项技术作为一种新兴技术，由于发展时间不长，导致其运行技术相对于4G技术来说，仍显得不够平稳，因此，我们应对5G通信设备进行优化，以满足该技术在软件和硬件上的使用需求[9]。（2）当前，在5G技术设备优化过程中，需要大量的资金作为支撑，且要对5G技术的未来发展趋势进行分析，以不断完善运行体系，为5G的普及做好准备。（3）AI、无人机的出现为5G移动通信提供相应的支持，该技术与徐州未来城市轨道交通业的发展联系较为密切，城市轨道交通智能化的发展需要5G作为技术基础[10]。

4 结论

总之，随着我国居民生活不平的迅速提升和生活方式的不断转变，徐州地铁得到了迅速的发展，在地铁中引入了新技术，以打造出现代化城市空间，为当地乘客提供丰富的生活体验和服务。通过在徐州地铁引入5G方案，实现电信联通地铁场景（隧道和站台站厅）5G共建共享。且在该站设置地铁场景5G体验区，通过5G手机、VR和物联网管理与乘客进行互动，让乘客充分了解和体验5G所带来的优势。对于目前来说，未来的徐州地铁将会本着为客户服务为宗旨，对地铁运营管理方式进行创新，以推动地铁行业的持续发展。