刘宪忠

（北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070）

1 研究目的和意义

针对隧道内漏缆覆盖存在的问题，根据既有线路车速较低隧道效应显著的特性，结合铁路隧道具有长短不一、空间狭窄、话务量小等特性，部分隧道采用方向性好、体积小、增益高等特点的专用天线进行覆盖，可有效降低施工难度、工程造价、设施维护要求，符合节能环保总体趋势，对推进既有线GSM-M改造工程、保障铁路行车安全和正常运营具有重要现实意义。

2 主要研究内容

2.1 总体设计思路

分析GSM-R信号在隧道内的传播特性，在满足GSM-R系统技术要求的基础上，提出隧道内采用天线代替漏泄同轴电缆覆盖的技术方案。采用Okumura-Hata模型，结合基站、分布式基站设备和小型双极化定向天线增益等参数，对兰新线天山隧道内覆盖进行模拟场强覆盖计算和预测。

在技术方案中，模拟测算采用天线信号在隧道内覆盖衰减模型图，天线选择适合空间受限的小型双极化定向天线，天线增益为10dBi，信号源采用华为分布式基站设备。考虑火车在隧道中的填充作用对信号传播有影响，冗余量按10dB考虑。覆盖方案按95%的时间、地点概率下最小可用接收电平为-98dBm的覆盖设计。

技术方案：Pout：40dBm；

Lpath（d）：传播损耗；

Lcable（d）+Ljumper：5dB；

Gant：天线增益10dBi；

f－工作频率（按930MHz计算）；

d－传播距离（m）；

覆盖距离计算公式如下：Lpath（d）=20lgf+30lgd-28dB；

根据上述模型以及允许的路径损耗，得出基站的覆盖预测结果为：隧道使用分布式基站+小天线的方案，覆盖距离为2100m。

2.2 系统研制技术要点

2.2.1 天线覆盖计算