福建省邮电规划设计院有限公司 黄崇明

昆明地铁4号线是云南首条综合考虑了运营商2/3/4G及5G网络建设的共建共享项目。本文对各运营商无线网2/3/4G与未来5G网络怎样协同建设进行了详细介绍，同时对设计中主要运用的技术方案以及相应的创新手段进行了说明。

1 项目背景及难点分析

昆明轨道交通4号线是贯穿昆明城区南北方向的重要运输枢纽，线路全长43.584km，是昆明市已建成的最长地铁线路，全线共有29个车站，面积共计36万m2，其公网覆盖系统于2017年8月进行建设，于2020年9月投入使用。

昆明轨道交通4号线公网通信系统建设正值5G网络建设初期，其建设方案在考虑现有2/3/4G网络的基础上，还须对未来5G网络的建设进行预留，但是由于5G设备、相关5G漏缆等配套材料标准未出，并且全国范围内没有成熟的类似案例可以借鉴，故对本项目建设方案的选择存在很大的挑战。

2 建设方案

2.1 总体设计思路

昆明地铁4号线公网通信覆盖系统属于共建共享工程，由铁塔公司统一建设，运营商进行共享使用。

为考虑未来5G网络的演进，本次在车站的站厅和站台部分采用面向5G网络的新型数字化室分系统进行建设，每家运营商通过分布式皮站独立组网；隧道部分2/3/4G及移动5G网络采用上下行分路、损耗更小的13/8〃型泄漏电缆进行覆盖；电信、联通5G网络由于现有成熟的13/8〃型泄露电缆频段不支持，支持3.5GHz的5/4〃型泄露电缆标准不统一，以及电信、联通5G建设目标不明朗以及建设成本等原因，近期采用5G RRU+对数周期天线的低成本建设方式进行覆盖，远期拟采用5G RRU+支持3.5GHz的5/4〃型漏缆的建设方式进行覆盖。

2.2 设计频段选择

三家运营商拟接入的14个系统及频率如下所示：

电信频段

CDMA800：870-880/825-835MHZ；电信FDD-LTE（2.1）：2110-2130/1920-1940 MHZ；FDD-LTE（1.8）：1860-1880/1765-1785MHZ；5G NR：3400-3500MHZ

移动频段

GSM900：934-960/889-915MHZ；DCS1800：1805-1830/1710-1735 MHZ；TD-LTE(F)：1885-1915MHZ；TD-LTE(E)：2320-2370MHZ；TD-LTE/NR2.6G：2515-2675MHZ；TD-LTE(A)：2010-2025MHZ

联通频段（MHZ）

FDD-LTE（1.8）：1830-1860/1735-1765 MHZ；WCDMA：2130-2165/1940-1975 MHZ；5G NR：3500-3600MHZ

2.3 建设方案

2.3.1 站厅站台层2/3/4G覆盖方案

站厅层、站台层采用分布式皮站PRRU进行覆盖。各站出入口为保证进出车站的平滑切换，在进出地铁车站口设置室内外信号重叠覆盖区。PPRU考虑未来5G点位，每20m布放一个。

2.3.2 站厅站台层5G PRRU预留设计

PRRU安装点位预留：现有2/3/4G PRRU安装点位旁预留5G PRRU安装空间。

传输预埋：每家运营商在车站5G扩展单元一侧的光缆单独预留4芯，供5G中继扩展单元单独成端使用；中继扩展单元到射频天线一体化单元CAT6A网线/光电复合缆均布放两条，供每家运营商5G PRRU预留使用。

2.3.3 区间隧道近期及远期建设方案

（1）各系统信号链路预算

对于上、下行隧道区间进行链路预算时，根据系统需求指标、设备参数及技术指标，对各系统上、下行链路进行预算。其中隧道内车门关闭，车内移动手机的车体损耗按18dB，人体损耗按3dB，隧道宽度因子影响为3dB（漏缆距车厢远处约4m），POI按上、下行2路均输出考虑，插入损耗按5dB，电信联通5G合路器插入损耗按3dB。

漏缆的覆盖距离（m）=(Pin-(P+L1+L2+L3+L4+L5))/S，典型取值如表1所示。

表1 漏缆的覆盖距离典型取值

（2）隧道区间断点设计

2/3/4G及移动5G网络隧道断点设计：

根据上述计算公式电信CDMA、FDD-LTE1.8/2.1G、移动GSM 900/1800、TD-LTE F、移动TD-LTE A/E/D频段、联通FDD-LTE、WCDMA、移动NR 2.6G频段最远点漏缆长度计算结果如下：

电信CDMA（1x/DO）：750m；FDD-LTE1.8/2.1G：516/498m

移动GSM 900/1800：740/538m；TD-LTE F：478m；TD-LTE A/E/D频段：494/413/296m；移动NR 2.6G：415m；

联通FDD-LTE：493m；WCDMA：490m

电信联通5G网络隧道断点设计：

电信、联通3.5GNR频段覆盖模型以中天5/4〃漏缆HLRCTCYZ-50-32T(1-1/4”窄带)为模型，计算如表2所示。

表2 链路预算表（电信、联通3.5GNR）

隧道区间切换重叠区计算：

列车从甲站到乙站的运行过程中，需考虑重叠覆盖区，保证切换的正常进行。昆明地铁4号线列车行驶速度最快为100km/h，每秒能运行28m，考虑切换重叠覆盖区域后各系统断点间最大距离计算如下：

断点最大距离（双边）=【链路预算计算的最远点漏缆长度(单边)-系统切换时间（本小区）*列车每秒运行距离】*2

根据上述原则，各系统实际计算出的断点设置距离如下：

电信CDMA（1x/DO）：1444m；FDD-LTE1.8/2.1G：1004/968m；NR3.5G：576m；

移动GSM 900/1800：1340/938m；TD-LTE F：928m；TD-LTE A/E/D频段：960/798/564m；移动NR 2.6G：802m；

联通FDD-LTE：958m；WCDMA：924m；NR3.5G：538m。

根据以上计算结果，得出如下结论：

为适应不同系统的覆盖需求，结合隧道内可用设备安装位置的实际情况，本工程承载2/3/4G及移动5G的13/8〃漏缆RRU间距约为282*2=564m。承载联通、电信5G的5/4〃漏缆RRU间距约为269*2=538m，基本与2/3/4G设备覆盖距离相当。

（3）区间隧道2/3/4G及移动5G网络13/8〃漏缆建设方案

隧道2/3/4G/移动5G网络采用上下行分缆进行覆盖，昆明地铁车窗高度为2m~2.8m，综合公网与专网的干扰隔离要求，与地铁方协商确定泄漏电缆高度为2.1m、2.6m。

（4）近期隧道5G（RRU+对数周期天线）建设方案

采用5G RRU+对数周期天线覆盖方式。对数周期天线点位按照5G断点设计的538/2=269m进行设置。传输预留BBU到RRU的光缆（每家运营商在隧道内各5G断点处均预留4芯，供5G RRU成端使用）。

电源预留：隧道内各5G断点处均预留1.5kW电力资源供各运营商5G RRU接入。

（5）远期5/4〃漏缆隧道5G部署建设方案

在近期5G RRU+对数周期的设备断点位置，利用隧道5G RRU +5/4〃型漏缆的方式进行覆盖。电信、联通5G RRU通过合路器合路后接入5/4〃型漏缆，如图1所示。

图1 电信、联通5G RRU通过合路器合路后接入5/4〃型漏缆

与地铁方协商确定预留5/4〃泄漏电缆高度为2.1m、2.6m。新建设的5/4〃漏缆安装采用“L”型专用卡具固定在弱电托架前端，与现有布放的13/8〃漏缆上下交错布放。

3 总结

昆明地铁4号线公网通信系统采用分布式皮站+13/8〃漏缆与5/4〃漏缆结合的方式实现了共建共享，从工程实施难度考虑了近期及远期的运营商未来5G网络的预留。该建设方式的成功运用，对于全国范围内即将建设的类似地铁项目有着积极的指导意义。