目前，各家运营商已经针对高速公路、高速铁路、重要道路、重要铁路等道路和铁路开展LTE室外广覆盖；在不久的未来，这些道路、铁路、地铁的LTE深度覆盖问题将凸显出来；隧道LTE无线网络规划和设计将是LTE深度覆盖的重中之重。
一、勘察
1.1隧道模型
隧道模型归纳分为两大类：一类是窄隧道模型，包括单线铁路、地铁隧道，这类隧道车辆距离隧道两侧或顶部较近；另一类是宽隧道模型，包括复线铁路、公路隧道、人行隧道、矿山巷道，这类隧道车辆或者行人距离隧道两侧或顶部较远。
1.2机房勘察
隧道机房勘察与普通宏蜂窝或者微蜂窝勘察基本相同，但如果机房位于地下或者山体中，需要特别注意机房的防水、湿度等环境因素。
1.3隧道勘察
1、隧道构造核查：主要内容包括隧道长度、隧道宽度、隧道结构（金属结构还是混凝土结构）。2、天线和泄漏电缆安装位置核查：主要核查天线和泄漏电缆可以安装的位置，应确保无强电、强磁和其它通信系统的干扰。3、有源设备安装位置核查：确定设备安装位置，安装位置应便于施工、调测、维护需要以及运行的安全性；确保无强电、强磁和强腐蚀性设备的干扰以及符合防水、湿度的要求。4、主干路由核查：主要核查机房与RRU等有源设备和RRU等有源设备之间的路由。5、电力系统核查：主要核查电力系统的位置、容量，有源设备引电的路由等。
二、规划
2.1信源选择
隧道无线网络覆盖系统的信源常用方式主要有三种：宏蜂窝+relay（直放站）、微蜂窝（分布基站）、微蜂窝（分布基站）+直放站。
2.2分布系统选择
隧道无线网络覆盖系统的分布方式主要有同轴电缆分布方式和泄漏电缆分布方式。1、同轴电缆分布方式采用同轴电缆分布方式进行覆盖是室内覆盖常用的方式，这种覆盖方案设计比较灵活、价格相对要低些、安装较为方便。同轴电缆的馈线衰减较小，天线的增益的选择主要是取决于安装条件的限制，在条件许可时，可选用增益相对高些的天线，覆盖范围会更大。2、泄漏电缆分布方式泄漏电缆像连续的横向天线，因此它提供的覆盖基本取决于它的路由。它是在同轴电缆上开有许多小窗，让信号辐射出来对近处进行覆盖。
三、设计
3.1隧道分布系统改造类方案的设计
目前大部分隧道已经完成2G或者3G的覆盖，LTE隧道无线网络覆盖系统最快捷、最节约成本的方式就是将LTE信号馈入原有分布系统。但是由于LTE频段较高，衰减损耗较大，需要对原有分布系统进行改造。1、天线系统的改造天线工作频率范围建议要求为800～2500MHz。若原天线位置或密度不合理，则需进行改造，增加或调整天线布放点，保证TD-LTE的网络覆盖。2、泄漏电缆的改造若原泄漏电缆支持LTE频段，但是满足覆盖要求，可以增加断点，使满足覆盖。若原泄漏电缆不支持LTE频段，需要更换覆盖要求型号的泄漏电缆，工作频率范围建议要求建议要求为800～2500MHz。3、同轴电缆的改造原有分布系统平层馈线中长度超过50m的1/2馈线均需更换为7/8馈线；主干馈线中长度超过30m的1/2馈线均需更换为7/8馈线。4、无源器件的改造根据工作频率范围、驻波比、损耗需求选取合适的功分器、耦合器等，要求工作频率范围建议要求为800～2500MHz。5、合路方式的改造主要有两种方式，第一种更换原有合路器，采用符合要求的合路器或者采用POI，如采用POI，应为共享共建预留端口。第二种为在原有合路器后边再增加一级合路器。
3.2新建短隧道分布系统方案的设计
这里定义长度在400米以下的隧道为短隧道。1、短窄隧道分布系统方案的设计、窄短隧道先通过模拟模拟测试，测试同轴电缆分布方式是否存在活塞效应。如存在活塞效应，通过链路预算和模拟测试确定泄漏电缆的规格，采用图3所示的覆盖方式；如不存在活塞效应，通过链路预算和模拟测试确定天线覆盖距离，采用图1、图2、图3所示的覆盖方式。定向天线、全向天线和泄漏电缆覆盖方式的区别主要区别是：2、短宽隧道分布系统方案的设计。短宽隧道基本上不会要到活塞效应，或者活塞效应不明显。故设计短宽隧道分布系统的时候，基于控制投资，选择同轴电缆分布方式；基于覆盖效果，选择泄漏电缆分布方式。其它方面的要求和短窄隧道分布系统方案的设计的要求相同。
3.3新建长隧道分布系统方案的设计
这里定义长度在400米以上的隧道为长隧道。1、长窄隧道分布系统方案的设计长窄隧道考虑覆盖效果，基本上采用泄漏电缆分布方式。方案设计时，特别注意泄漏电缆规格的选取和断点位置的选择。一般情况下，选择断点间隔在800-1000米，泄漏电缆规格选择采用E频段或者更高频段能够满足覆盖为宜。但最合理泄漏电缆规格和断点位置的选择，还需要根据隧道的长度和有源设备可以安装的位置综合确定。其它方面的要求和短窄隧道分布系统方案的设计的要求相同。2、长宽隧道分布系统方案的设计长宽隧道考虑覆盖效果，可以采用采用泄漏电缆分布方式，泄漏电缆规格和断点位置和长窄隧道基本相同；考虑投资，可以采用同轴电缆分布方式。其它方面的要求和短窄隧道分布系统方案的设计的要求相同。
四、注意事项
4.1活塞效应
隧道无线网络覆盖系统的活塞效应（PistonEffect）指在隧道中高速运行的列车，会带动隧道中天线发射的无线电波产生高速流动，类似汽缸内活塞压缩气体的现象。活塞效应会严重影响无线网络的覆盖效果，列车运行速度越快，天线与列车距离越近，活塞相应越明显；克服活塞效应最好的办法是隧道无线网络覆盖系统采用泄漏电缆分布方式。
4.2互调干扰
目前，已经查明严重的无线网络覆盖系统的互调干扰是GSM900M下行二次谐波对F频段的干扰。具体情况是：GSM900M下行：930MHz-960MHz,其二次谐波：1860MHz-1920MHz，F频段：1880MHz-1920MHz，故GSM900M下行二次谐波会干扰F频段。有两种解决办法，第一种，GSM900M下行采用930MHz-940MHz之间的频点；第二种，采用F频段的TD-SCDMA或者TD-LTE避免和GSM900M下行共用分布系统。
五、结束语
本文只是粗浅的介绍了一下关于隧道LTE无线网络覆盖规划和设计的方面的要点，实际规划和设计还需要结合隧道实际情况。另外，隧道分布系统一般是多运营商共用分布系统，故干扰问题会非常突出，需要特别关注一下干扰问题和相关系统之间的隔离度。
作者：卜振钊 张鹏 赵云峰 刘永平 王祎 李满杰 张敏慧 梁春花 单位：中国移动通信集团设计院有限公司北京分公司
