深中通道5G通信隧道覆盖的关键技术分析

深中通道5G通信隧道覆盖的关键技术分析

王艺海

中通服中睿科技有限公司

摘要：随着5G技术的日益成熟，其在智能交通、智慧城市等领域的应用日益广泛。深中通道作为连接珠江口东西两岸的跨海通道，其5G通信隧道覆盖项目对于提升交通管控智能化水平、增强司乘人员通信体验具有重要意义。本文围绕深中通道5G通信隧道覆盖项目，深入分析了其关键技术，包括隧道内信号传播特性、信号覆盖策略、设备选型与安装、网络优化等方面，并对未来5G在交通领域的应用进行了展望。通过对这些关键技术的探讨，旨在为类似工程提供借鉴和参考。

关键词：深中通道；5G通信；隧道覆盖；关键技术；网络优化

一、引言

随着城市化进程的加快和交通需求的不断增长，智能交通系统（ITS）在提升交通管控效率、保障交通安全等方面发挥着越来越重要的作用。5G技术作为新一代移动通信技术，以其高速度、低时延、大连接数等特性，为智能交通系统的发展提供了强有力的技术支撑。深中通道作为连接珠江口东西两岸的跨海通道，其建设对于推动粤港澳大湾区发展具有重要意义。为了实现深中通道的智能交通管控和通信服务，需要构建高效、稳定的5G通信隧道覆盖系统。

然而，由于隧道环境的特殊性，如封闭性强、空间有限、电磁环境复杂等，使得5G通信隧道覆盖面临诸多技术挑战。因此，本文基于深中通道5G通信隧道覆盖项目的实施背景，深入分析了其关键技术，旨在为类似工程提供借鉴和参考。

二、隧道内信号传播特性分析

（一）隧道环境对信号传播的影响

隧道环境对信号传播的影响主要表现在以下几个方面：

1.隧道壁对信号的反射和衰减作用：隧道壁对信号的反射和衰减作用明显，导致信号在传播过程中逐渐减弱。这种衰减作用与隧道壁的材质、厚度、表面粗糙度等因素有关。

2.隧道内的弯道和障碍物：隧道内的弯道和障碍物容易形成信号盲区，影响信号覆盖的均匀性。特别是在弯道处，由于信号传播路径的改变，容易出现信号覆盖不足或信号干扰等问题。

3.隧道内的环境湿度、温度等：隧道内的环境湿度、温度等也会对信号传播产生一定影响。例如，湿度过高可能导致设备内部元器件受潮而损坏；温度过高则可能导致设备性能下降或失效。

（二）信号传播模型研究

为了更准确地描述隧道内信号传播的特性，需要建立相应的信号传播模型。目前常用的信号传播模型包括经验模型、确定性模型和统计模型等。其中，经验模型基于实测数据建立，适用于特定场景下的信号传播预测；确定性模型基于电磁波传播理论建立，能够较为准确地描述信号传播过程；统计模型则基于大量实测数据建立，能够反映信号传播的统计特性。在深中通道5G通信隧道覆盖项目中，可以根据实际情况选择合适的信号传播模型进行预测和优化。

三、信号覆盖策略

（一）基站布设方案

在隧道内布设基站是实现5G通信隧道覆盖的关键。基站布设方案需要考虑隧道的长度、宽度、高度等因素，以及信号覆盖的均匀性和稳定性要求。一般来说，可以采用均匀布设或局部加密布设的方式。均匀布设适用于隧道长度较长、宽度和高度变化不大的情况；局部加密布设则适用于隧道内存在弯道或障碍物等导致信号覆盖不足的区域。在深中通道5G通信隧道覆盖项目中，隧道长度达6.8公里，通过与深中管理中心进行早期提资，在隧道中央管廊处安装基站设备，包括预留设备挂设空间以及管廊与主隧道的连接管孔，通过严密的规划，做到最合适的基站布设方案。

（二）泄漏电缆技术

泄漏电缆技术是一种将信号均匀地沿隧道方向释放的技术，可以实现线状覆盖。泄漏电缆由内外导体、绝缘层、屏蔽层等组成，通过调整内外导体之间的距离和绝缘层的厚度等参数，可以控制信号的泄漏量和覆盖范围。泄漏电缆技术具有安装方便、覆盖均匀等优点，在隧道通信覆盖中得到了广泛应用。在深中通道5G通信隧道覆盖项目中，采用泄漏电缆技术来增强信号覆盖效果。另外，由于深中通道规划挂设漏缆高度在5-6米高，通过定制漏缆卡具，调整漏缆的方向角，能更好的对隧道通道进行覆盖。

四、设备选型与安装

（一）设备选型

在设备选型方面，需要考虑设备的性能、可靠性、适应性等因素。具体来说，需要考虑以下几个方面：

1.设备性能：设备性能是选择设备的关键因素之一。需要选择具有高带宽、低时延、大连接数等特性的设备，以满足5G通信隧道覆盖的需求。

2.可靠性：由于隧道环境恶劣，设备需要具有较高的可靠性。需要选择经过严格测试和验证的设备，并对其进行防水、防尘等处理，以确保其稳定运行。隧道使用的管材线缆，均需要符合深中通道的防锈防潮等要求。

3.适应性：不同隧道环境对设备的要求不同，因此设备需要具有一定的适应性。需要选择能够适应隧道内环境湿度、温度等变化，以及能够适应不同信号覆盖需求的设备。

（二）设备安装

设备安装是确保设备正常运行的关键环节。在隧道内安装设备时，需要注意以下几个方面：

1.布局规划：根据隧道内的实际情况和信号覆盖需求，合理规划设备的安装位置和数量。确保设备能够均匀分布，覆盖整个隧道，同时避免信号重叠或盲区。本次5G通信覆盖，采用在隧道中央管廊安装设备，通过隧道预留的管道走线，连接泄漏电缆对隧道主通道进行覆盖。

2.固定方式：选择适合隧道内环境的固定方式，确保设备能够稳定固定在隧道壁上。固定方式需要考虑设备的重量、尺寸和安装位置等因素。深中通道隧道采用在中央管廊安装钢壳内定制背架来安装设备，背架的要求符合承重安全等要求。

3.防护措施：对设备进行防水、防尘等处理，确保设备在恶劣环境下能够正常运行。同时，需要定期检查设备的运行状态，及时发现并解决问题。

五、网络优化

（一）参数调整

网络优化是提升5G通信隧道覆盖性能的重要手段。在网络优化过程中，需要对网络参数进行调整，包括功率控制、频率规划、信道分配等。通过合理的参数调整，可以优化信号的传输效率和覆盖范围，提高网络的整体性能。

（二）智能优化算法

智能优化算法可以帮助实现网络的自动化优化。通过收集和分析网络运行数据，利用机器学习、深度学习等算法，可以实现对网络状态的实时监控和预测。根据预测结果，智能优化算法可以自动调整网络参数和资源配置，以适应隧道内环境的变化和通信需求的变化。

（三）与电信运营企业的合作

在5G通信隧道覆盖项目中，与电信运营企业的合作至关重要。通过与电信运营企业的合作，可以获取更多的网络资源和技术支持，共同推进网络优化工作。同时，还可以借鉴电信运营企业在5G网络建设和优化方面的经验和技术，提升项目的实施效果。

六、结论与展望

深中通道5G通信隧道覆盖项目的成功实施，为智能交通管控提供了有力支持，提升了司乘人员的通信体验。通过深入分析隧道内信号传播特性、制定合理的信号覆盖策略、选择合适的设备和安装方式以及进行网络优化等关键技术的研究和应用，成功实现了深中通道内5G信号的全覆盖和高效传输。

未来，随着5G技术的不断发展和应用，其在交通领域的应用将更加广泛。可以预见，未来将有更多的交通项目采用5G通信技术进行智能化改造和升级。同时，随着物联网、大数据、人工智能等技术的不断发展，5G通信将与这些技术深度融合，共同推动智能交通系统的发展和创新。因此，我们需要继续加强对5G通信技术在交通领域应用的研究和探索，为智能交通系统的发展贡献更多的力量。

参考文献

[1]张静.5G移动通信的关键技术应用[J].中国科技人才,2022(5):86-88.

[2]刘亚明.5G通信技术应用场景和关键技术[J].中国科技信息,2023(11):63-65.