電力隧道內無線通信論文

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1隧道內的無線覆蓋技術

1.1泄露電纜方式

傳統(tǒng)覆蓋中，使用泄漏電纜進行隧道覆蓋。電磁波在泄漏電纜中縱向傳輸的同時通過槽孔向外界輻射電磁波，外界的電磁場也可通過槽孔感應到泄漏電纜內部并傳送到接收端。但是，泄漏電纜的傳輸損耗大，僅適用于覆蓋要求高而均勻的場景。這種方法的優(yōu)點為，可減小信號陰影和遮擋，在復雜的隧道中采用泄漏電纜，信號波動范圍減少，與其它天線系統(tǒng)相比，隧道內信號覆蓋均勻，可對多種服務同時提供覆蓋，泄漏電纜本質上是寬帶系統(tǒng)，多種不同的無線系統(tǒng)可以共享同一泄漏電纜，考慮到在隧道中經常使用某些無線系統(tǒng)（尋呼系統(tǒng)、告警系統(tǒng)、廣播等），采用共享一條泄漏電纜的方法，可省去架設多個天線的工程。其缺點在于，由于整個是一個串聯(lián)系統(tǒng)，在隧道比較長的情況下，放大器需要串聯(lián)使用，系統(tǒng)噪聲比較高，降低了信號的可靠性。如果泄露電纜長度較長，其信號衰減明顯，使用成本大幅上升，而且成本相對較高，系統(tǒng)結構相對復雜。適用于無源系統(tǒng)安裝受限的環(huán)境

1.23G微蜂窩方式

本方案由3G移動通信微蜂窩基站、3G專用核心網共同組成。針對隧道通信的專用場景，本方案將采用微蜂窩聯(lián)合組網的方式進行覆蓋。微蜂窩基站通過以太鏈路和固定網絡進行連接，同時，有線網絡連接核心網設備，構成完整的接入側網絡，如圖1。本系統(tǒng)提供標準的3G移動通信功能，同時兼容WCDMA、TD-SCDMA兩種模式基站組網。基站側提供WCDMA、TD-SCDMA兩種版本的設備，可以提供標準商用終端的接入使用。支持基站間切換功能，保障移動場景下的業(yè)務暢通。網絡支持語音、視頻、短消息以及PS域數據業(yè)務。同時實現和SIP網絡以及IMS實體的互聯(lián)互通。考慮到專用通信場景的需要，系統(tǒng)同時支持強插、強拆、分組會議、廣播、群呼、監(jiān)聽、錄音等調度業(yè)務。組網時規(guī)劃將按照場景實地的無線環(huán)境進行評估，重點區(qū)域如閉塞位置、屏蔽位置將重點部署基站設備，利用微蜂窩基站的低成本、靈活配置的特點實現目標全域的信號覆蓋。核心網將部署安裝在網絡中控機房，同時提供友好的配置使用界面，快速配置和調整網絡設備和組網規(guī)模。

1.3WLAN覆蓋方式

電力隧道無線專網覆蓋方案可采用WLAN覆蓋方式。WLAN無線局域網（WirelessLocalAreaNetworks）利用無線技術在空中傳輸數據、話音和視頻信號。能夠方便地聯(lián)網，因為WLAN可以便捷、迅速地接納新加入的雇員，而不必對網絡的用戶管理配置進行過多的變動；WLAN在有線網絡布線困難的地方比較容易實施，使用WLAN方案，則不必再實施打孔敷線作業(yè)，因而不會對建筑設施造成任何損害。如在電力隧道中采用該方案，需采用500mW的合路型AP，AP采用直放+吸頂天線覆蓋方式。從POE交換機通過網線與AP連接，AP再接天線，對目標隧道進行全面、無縫的覆蓋。本方案邊緣場強根據AP及無線終端接收天線靈敏度確定，同時根據現場無線環(huán)境、干擾源情況、系統(tǒng)容量、數據流量、系統(tǒng)信噪比等因素，本系統(tǒng)設定邊緣場強≥-75dBm，

2方案對比

為了直觀比較三個方案的優(yōu)缺點，綜合成本、配置、管理等多方面因素。綜合上述分析，采用WLAN技術進行無線網絡覆蓋是較可行的方案。

3結語

無線通信系統(tǒng)在電力隧道中的應用是一個新的課題。如何使無線通信系統(tǒng)可靠、便捷地滿足電力隧道內各類數據、語音業(yè)務的需求，保證電力隧道內各類設備的安全穩(wěn)定運行，需要進一步對無線通信方案進行研究，并細致地進行無線通信系統(tǒng)的覆蓋優(yōu)化，使無線系統(tǒng)的覆蓋能夠滿足安全生產運行的要求。

作者：江冬娜 姚灝 單位：廣州電力設計院