隱秘的角落：5G是如何覆蓋地鐵的？

5G，已經(jīng)悄然在編織起一張?zhí)炝_地網(wǎng)，試圖捕捉每一個(gè) 5G 手機(jī)的連接請(qǐng)求，為手機(jī)背后那些多姿多彩的靈魂打開世界的窗口，鋪就展示自我的舞臺(tái)。

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明媚的陽光下，高聳的鐵塔上，碩大的 AAU 熠熠閃光，照射在密集的高樓，以及忙碌的人群中，彰顯著 5G 的奧義：連接更多，網(wǎng)速更快，業(yè)務(wù)更強(qiáng)。

然而，在深深的地下，還有一個(gè)隱秘的角落，幽暗深邃，人流洶涌，行色匆匆，隨著地鐵列車在隧道中疾馳。

伴隨著窗外嘶鳴的風(fēng)聲，人們或坐或站，值此碎片時(shí)間，戴上耳機(jī)，用手機(jī)觀看短視頻是絕佳小憩的方式。

基于同樣的渴求，成千上萬的人流化作了數(shù)據(jù)的滾滾洪流。因此，5G 地鐵覆蓋，是運(yùn)營商必須占領(lǐng)的流量高地。

那么，該如何進(jìn)行地鐵覆蓋呢？

地鐵站臺(tái)就相當(dāng)于一個(gè)多層的地下室，采用傳統(tǒng)的室分系統(tǒng)，或者新型的有源室分就可以輕松解決，各廠家都有非常成熟的方案，部署只要按需設(shè)計(jì)即可。

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因此，幽長(zhǎng)蜿蜒的地鐵隧道，是地鐵覆蓋的重點(diǎn)。

地鐵隧道的長(zhǎng)度通常超過一千米，內(nèi)部狹窄逼仄，并且還伴有彎道，采用傳統(tǒng)的定向天線，信號(hào)掠射角度小，局部信號(hào)衰減快，還容易被遮擋。即使是為 5G 而生的大規(guī)模天線 AAU 也難有用武之地。

為了解決上述問題，需要把無線信號(hào)均勻地沿著隧道的方向釋放，形成一種線狀的信號(hào)覆蓋，和地面宏站的三扇區(qū)大面積覆蓋截然不同。這就需要采用一種特殊的天線：泄漏電纜。

話說一般的射頻電纜（也就是饋線），都是讓信號(hào)在封閉的線纜內(nèi)部傳播，不但不能泄露信號(hào)，傳播損耗也要盡可能地小，這樣才能高效地把信號(hào)從 RRU 搬運(yùn)到天線，再通過天線把無線電波高效地釋放出去。

而泄露電纜則不同，它的電纜外導(dǎo)體不是全屏蔽的，有著均勻分布的的泄漏槽或疏編織，也就是說其上有一系列小的槽孔，這樣就可以讓信號(hào)均勻地從這些槽孔中泄露出來。

手機(jī)接收到這些信號(hào)之后，發(fā)送的信號(hào)也可以通過這些槽孔進(jìn)入線纜內(nèi)部，然后再在傳導(dǎo)到基站。這樣一來，就實(shí)現(xiàn)了雙向通信的功能，專為地鐵隧道這樣的線狀覆蓋場(chǎng)景量身定做，就相當(dāng)于把傳統(tǒng)的小燈泡變成了長(zhǎng)長(zhǎng)的日光燈管。

地鐵隧道的覆蓋可以用泄露電纜來解決，但是，接下來還有多運(yùn)營商共享的問題需要解決。

為了服務(wù)各自的用戶，移動(dòng)，聯(lián)通和電信這三大運(yùn)營商都要進(jìn)行地鐵線路覆蓋。然而隧道空間有限，各家都建一套設(shè)備也著實(shí)浪費(fèi)，因此就需要把泄露電纜共享使用，并采用一種設(shè)備，將不同運(yùn)營商的各種頻段的信號(hào)合路，然后再一同送入泄露電纜。

這種可以將不同運(yùn)營商的，多個(gè)頻段的，用途各不同的多路信號(hào)合路的設(shè)備叫做 POI (Pont of Interface) 合路器。這種合路器具有合路信號(hào)多、插入損耗小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用的通信系統(tǒng)中。

從下圖可以看出，POI 合路器的端口多能力強(qiáng)，可以輕松實(shí)現(xiàn)多個(gè)運(yùn)營商 900M，1800M，2100M，以及 2600M 等多個(gè)信號(hào)的合路。

當(dāng)然，假設(shè) 5G 地鐵覆蓋系統(tǒng)，必須使用可支持相應(yīng) 5G 頻段的 POI 合路器，電信和聯(lián)通需要支持 3.5GHz，移動(dòng)則只需支持 2.6GHz 即可。

從 3G 開始，MIMO 登上了移動(dòng)通信的舞臺(tái)，成為了提升系統(tǒng)容量最重要的手段；到了 4G，2x2MIMO 已經(jīng)成了標(biāo)配，4x4MIMO 屬于高配；而到了 5G 時(shí)代，4x4MIMO 則已成為了標(biāo)配，主流的手機(jī)都可以支持。

因此，地鐵覆蓋必須要考慮對(duì) 4x4MIMO 的支持。由于 MIMO 系統(tǒng)發(fā)送的每路獨(dú)立數(shù)據(jù)都需要獨(dú)立的天線，隧道覆蓋就需要 4 條平行的泄漏電纜來實(shí)現(xiàn) 4x4MIMO。

如下圖所示，5G RRU 作為信號(hào)源，輸出 4 路信號(hào)，再通過 POI 合路器跟其他運(yùn)營商的信號(hào)源合路之后，饋入 4 根平行的泄漏電纜中，即可實(shí)現(xiàn)多通道收發(fā)了，這是提升系統(tǒng)容量最直接有效的手段。

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考慮到地鐵行駛速度快，即使通過泄漏電纜把小區(qū)覆蓋扯成了線狀，手機(jī)在小區(qū)交界處還是會(huì)頻繁的切換和重選。

為了解決這個(gè)問題，可以把多個(gè)小區(qū)合并成超級(jí)小區(qū)，通過把多個(gè)線狀小區(qū)的長(zhǎng)度組合起來，邏輯上屬于一個(gè)小區(qū)，從而把單小區(qū)的覆蓋范圍擴(kuò)展了數(shù)倍，自然可以避免過多的切換和重選，但容量也隨之降低，在話務(wù)量不太高的地方使用起來非常合適。