城市軌道交通多為封閉式環(huán)境，站臺、站廳、區(qū)間隧道內(nèi)各種無線信號幾乎均為盲區(qū)；無線信號在隧道場景中傳播容易產(chǎn)生快衰落。站廳多采用分布式天線覆蓋，站臺采用分布式天線和泄露電纜覆蓋，區(qū)間隧道采用泄露電纜覆蓋。產(chǎn)生切換的場景分為車站出入口切換、區(qū)間隧道切換、隧道口切換。業(yè)務(wù)信道切換分為硬切換、軟切換、更軟切換、接力切換。

在三種切換場景中，地鐵隧道洞口狹長封閉的特殊結(jié)構(gòu)，室外信號本身很難延伸到隧道內(nèi)，由于隧道洞口一般位于兩個(gè)地鐵站點(diǎn)中段，為列車高速行駛區(qū)段，當(dāng)列車高速駛?cè)胨淼蓝纯跁r(shí)，在極短的時(shí)間內(nèi)室外服務(wù)小區(qū)的信號電平急劇下降，使得移動(dòng)臺沒有足夠的時(shí)間完成整個(gè)切換過程，導(dǎo)致掉話。

　　根據(jù)地鐵隧道洞口的位置結(jié)構(gòu)及其周邊電磁環(huán)境的特點(diǎn)，有多種方案來解決隧道洞口信號突然消失的問題。本文分別對各種方案進(jìn)行具體分析和比較。

方案A：

泄漏同軸電纜末端加定向天線

為保證系統(tǒng)的成功切換時(shí)間，在各個(gè)隧道與地面交匯處可利用室外定向天線將隧道內(nèi)信號沿隧道方向，向室外輻射，使地下隧道延伸至地面時(shí)，室內(nèi)信號場強(qiáng)與室外信號場強(qiáng)保持平穩(wěn)過渡狀態(tài)，當(dāng)列車駛出地面時(shí)，室內(nèi)信號逐漸減弱，室外的信號逐漸增強(qiáng)，沒有信號突然消失的情況，避免了移動(dòng)臺因?yàn)榍袚Q時(shí)間不足造成掉話。

確保切換區(qū)長度超過266米可保證信號的平滑切換。只要漏纜末端場強(qiáng)足夠，加上定向天線10dBi的增益，可使266米外列車車廂內(nèi)接收信號強(qiáng)度滿足邊緣場強(qiáng)覆蓋要求，則根據(jù)切換容限，同時(shí)室外的信號強(qiáng)度滿足覆蓋要求的情況下，就可以保證通過場強(qiáng)比較的方式進(jìn)行切換。

同理可分析列車經(jīng)隧道洞口進(jìn)入地鐵隧道的切換情況，通過在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置相應(yīng)參數(shù)和調(diào)整隧道的覆蓋場強(qiáng)到合適的水平，可以使切換更加平滑。

該方案特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡單，投資小，但對隧道洞口的室外信號要求高，定向天線的安裝位置受隧道洞口的結(jié)構(gòu)限制，如控制不當(dāng)易對大網(wǎng)造成信號干擾。該方案適用于隧道區(qū)間較短，隧道洞口室外信號質(zhì)量較好且周邊基站密集程度較低的情況。

方案B：

　　將室外信號引入隧道內(nèi)

當(dāng)室外信號環(huán)境比較好的時(shí)候，可以利用射頻直放站將室外的信號放大后引入隧道內(nèi)，使地下隧道近洞口區(qū)域室內(nèi)信號場強(qiáng)與室外信號場強(qiáng)保持平穩(wěn)過渡狀態(tài)，當(dāng)列車駛近隧道洞口時(shí)，室內(nèi)信號逐漸減弱，室外的信號逐漸增強(qiáng)，沒有信號突然消失的情況，避免了移動(dòng)臺因切換時(shí)間不足造成掉話。

具體實(shí)現(xiàn)方式如圖1所示。

以GSM900MHz信號為例，為滿足覆蓋要求，我們選用0.5W的射頻直放站將室外信號放大后引入隧道內(nèi)。

在266米的1-5/8”泄漏同軸電纜中，GSM900MHz信號共衰減6dB，接頭、饋線的損耗約為3dB，合路器插損5dB，距1-5/8”泄漏同軸電纜4米處的耦合損耗為75dB，系統(tǒng)余量約為15dB。在直放站滿功率輸出的情況下，距離隧道洞口300米處列車車廂內(nèi)的信號強(qiáng)度約為：

27-6 -3-5-75-15= -77dBm  （滿足邊緣場強(qiáng)覆蓋要求）

在滿足系統(tǒng)指標(biāo)的情況下，可確保隧道內(nèi)最差情況下的覆蓋信號邊緣場強(qiáng)大于-85dBm，因此可保證266米的有效切換區(qū)間，使移動(dòng)臺得以平穩(wěn)順暢的進(jìn)行小區(qū)切換。