首都機場T3航站樓室內覆蓋難點解決方案研究

朱蘭蘭

中國移動設計院北京分公司

首都機場T3航站樓室內覆蓋難點解決方案研究

朱蘭蘭

中國移動設計院北京分公司

首都機場T3航站樓是首都北京的空中門戶和對外交往窗口，備受社會關注。其建筑結構復雜、建筑規(guī)模龐大、業(yè)務需求量高、施工難點眾多等特點，給首都機場T3航站樓室內覆蓋設計方案帶來眾多難點。本文根據現場情況及技術指標，分析難點并提出解決方案，完成首都機場T3航站樓室內覆蓋設計方案，并對后續(xù)其他機場的移動室內覆蓋方案提供借鑒作用。

室內覆蓋；T3航站樓；無源光網絡；有源光網絡

引言

T3航站樓建筑總面積約180萬平方米，年吞吐量將達到3100萬人次，是具有面積及吞吐量超大而施工又具有眾多難點的典型場景。中國移動通信集團北京有限公司采用室內覆蓋系統解決首都機場T3航站樓內移動通信需求。本文對首都機場T3航站樓室內覆蓋系統的難點進行分析并提出解決方案。

1 室內覆蓋技術指標

室內場強不低于室外場強，能保證95%（主要活動區(qū)域）以上設計區(qū)域下行信號強度≥-75dBm，其它區(qū)域信號強度≥-85dBm。

室內覆蓋系統的信號不過度覆蓋室外，保證覆蓋建筑物10米外室內覆蓋系統電平≤-90dBm。室外道路上（除入口的道路外）的室內覆蓋系統電平≤-90dBm。

室內覆蓋區(qū)誤碼率（ReQual）等級為3以下（含3級）的地方占97%以上。

同頻干擾保護比：C/I≥12dB(不開跳頻),C/I≥9dB(開跳頻)。

鄰頻干擾保護比：200KHz鄰頻干擾保護比：C/I≥-6dB、載波偏離400KHz時干擾保護比：C/I≥-41dB（工程設計中需對以上C/I值增加3dB的余量）。

2 工程設計難點

2.1 建筑結構特點

機場航站樓是民用機場建筑群中的標志性建筑物，從功能結構上說，目前航站樓都實現了“國際和國內流程水平分隔，到港旅客和出港旅客垂直分離”的通行做法。航站樓最主要的功能空間包括辦票大廳、連接樓迎客廳、指廊式候機廳以及行李提取廳。此外，航站樓已不完全是單純的交通設施，大型樞紐機場在其航站樓內部設置大型購物中心、休閑娛樂設施及商務中心等功能區(qū)。因此，在首都機場T3航站樓內建立起移動通信系統并為用戶提供良好的服務是非常必須的。

航站樓建筑物結構一般采用全鋼骨架、玻璃幕墻、不銹鋼鐵皮屋頂，舉架較高，空間布局開闊；候機樓內的房間舉架高、面積大、基本無阻擋。

2.2 建筑規(guī)模龐大

(1)T3A為亞洲最大的單體建筑。

(2)單層建筑面積巨大，經過計算，T3A的單層面積相當于大約25個足球場的面積之和。

2.3 業(yè)務需求難點

(1)機場人流量大，平日業(yè)務量高。

(2)節(jié)假日，旅游旺季業(yè)務量呈突發(fā)性增長；

(3)業(yè)務量按機場功能區(qū)的不同呈點狀分布；

(4)機場高端用戶、漫游用戶比例較高；

(5)候機大廳、VIP候機廳為話音、數據業(yè)務熱點區(qū)域。

2.4 建網技術難點

(1)傳輸環(huán)境空曠、簡單，遮擋少，天線覆蓋范圍不易控制；

(2)室內無線環(huán)境受室外信號干擾大；

(3)室內分布分區(qū)較多，小區(qū)間易存在干擾；

(4)傳播環(huán)境比較簡單，信號視距傳輸，能量以直達徑為主；

(5)受機場地點特殊性的限制，網絡的可靠性及穩(wěn)定性要求更高。

3 設計準則

(1)保證網絡系統高可靠性的前提下，節(jié)約投資。

(2)通過合理搭配器件、均衡輸出功率，使樓宇達到良好的覆蓋效果。

(3)盡量采用無源覆蓋方式，以減少噪聲的引入，降低設備故障率。

(4)設計時盡量減少施工難度，便于維護。

4 設計思路

4.1 規(guī)劃設計思路

(1)盡量采用無源分布系統，規(guī)避系統間干擾，確保系統穩(wěn)定；

(2)合理化分小區(qū)、選擇機房，滿足高業(yè)務量需求；

(3)合理選擇天線，以達到最優(yōu)覆蓋；

(4)在開闊的區(qū)域采用定向天線以更好的控制信號的覆蓋范圍，通過大量的現場模擬測試，選擇天線合理的輸出功率，減小小區(qū)間信號干擾，提高頻率的利用率和系統容量?？紤]到建筑物結構特點以及天線與建筑物的和諧，在不影響天線性能的前提下，定向天線主要借助于內部建筑進行隱蔽以及美化安裝。主樓主要由全向吸頂天線覆蓋，而連接樓可采用定向天線及全向吸頂天線綜合覆蓋。

4.2 干擾控制設計思路

(1)首都國際機場室內覆蓋干擾主要考慮室內微蜂窩小區(qū)之間隔離要求，室內外小區(qū)間影響。

(2)為提高室內微蜂窩小區(qū)間隔離，小區(qū)邊界處盡量使用定向天線，根據實際情況使用半功率角較小天線、高前后比的天線。合理利用現有建筑的空間隔離，把小區(qū)邊界設置在隔離度盡量高的區(qū)域。

(3)為避免室外信號覆蓋到室內，建議室外宏站選擇合適的站點（天線掛高不要過高），并且通過傾角、方位角和發(fā)射功率的調整（收縮覆蓋），盡量避免這些宏蜂窩小區(qū)信號大量越區(qū)覆蓋到機場內部。

4.3 小區(qū)分區(qū)設計

T3航站樓考慮到內部走線路由情況復雜，并且考慮各層之間懸空部分信號泄漏問題，因此將樓宇1層、2層、3層重疊縱向分區(qū)，也就是俗稱的切蛋糕。這樣在上述規(guī)劃設計和干擾控制設計思路的支持下，進行合理分區(qū)，以達到最好的覆蓋效果。

5 解決方案

5.1 總體思路

室內覆蓋系統設計方案按照《網絡優(yōu)化中心提出的分區(qū)及載頻配置建議》、《北京移動重點樓宇室內覆蓋工程的設計要求》、首都機場T3航站樓建設方提出的需求及其樓內路由情況，結合無源，有源，光纖，泄漏電纜等多種覆蓋方式進行綜合考慮，完成系統組網。

(1)在距離信號源較近的區(qū)域采用無源天饋線分布系統進行覆蓋；

(2)在距離信號源較遠的區(qū)域加入射頻干線放大器，采用射頻有源天饋線分布系統進行覆蓋；

(3)在距離信號源遠、線纜路由資源緊缺、施工難度大的區(qū)域，采用光纖有源分布系統進行覆蓋。

通過組合以上幾種覆蓋方式，使分布系統方案達到經濟、合理的覆蓋效果。

本工程方案已將3G系統饋入時的信號損耗計算在內，即在3G系統饋入后2G系統仍可以滿足覆蓋。

5.2 具體設計方案

首都機場T3航站樓室內覆蓋系統方案的設計初衷是采用射頻傳輸的覆蓋方式對該樓進行覆蓋，經過與機場相關設計單位的溝通及施工現場的實地勘察，發(fā)現T3A室內覆蓋系統中的所有路由的預埋管線情況復雜且資源有限，因此限制了同一路由布放線纜的數量，大部分區(qū)域無法采用射頻傳輸的覆蓋方式，所以只能使用光纖傳輸的方式完成覆蓋。具體分析如下：

⑴弱電間分布不均勻，無規(guī)律

T3航站樓T3A樓內實現公共功能的用房(主要指弱電間)數量較少，T3A總面積28萬平方米，弱電間僅有52個,而且弱電間的垂直分布也無規(guī)律，不能垂直貫通，此種情況增加了主干路由的距離。如下圖所示：

圖1 T3A各層弱電間的平面投影示意圖

⑵預埋管線少且復雜

①機房到弱電間的預埋管線

T3航站樓內所有移動通信管線均為預埋管線，管徑為φ25mm和φ32mm兩種規(guī)格，從B1機房到各樞紐弱電間（與機房可以直接相連同時可連接多個二級弱電間的此類弱電間稱為樞紐弱電間）的主干路由以及二級弱電間之間連接的主干路由管線為φ32mm規(guī)格，從弱電間到預埋器件盒（吊頂）及天線點的路由管線為φ25mm規(guī)格，而且每一條路由只預埋了一根管線。根據施工實際情況，如管線直線布放，φ25mm的管只能布放一條1/2″饋線，φ32mm的管只能布放一條7/8″饋線。而從B1機房到各弱電間的路由距離很長，拐彎很多，80%在200米以上，最遠約800米，使用射頻饋線信號衰減嚴重，無法滿足放大設備的最低輸入功率要求。所以在實際設計中，機房到各弱電間的路由除個別路由在條件允許的情況下布放射頻饋線，其余與機房相連的弱電間均要布放光纜，φ32mm的管可布放1根288芯光纜，可滿足有源光設備對光纖對數的需求量。

圖2 T3弱電間垂直分布示意圖

②弱電間之間的預埋管線

從機房到樞紐弱電間后再到二級弱電間的路由相當復雜，大多數二級弱電間與樞紐弱電間連接要經過3～4個二級弱電間，同時由于同樓層弱電間之間不能直接水平連線，故還需要在不同樓層間上、下繞行。在T3A樓中，從B1層機房到B1層SCR-89弱電間需經過F1層的SCR-91、SCR-25、SCR-23和SCR-22四個弱電間，同時要經過B1、F1層繞行。

具體路由如下圖所示：

圖3 水平面路由示意圖

圖4 剖面路由示意圖

③弱電間至天線的預埋管線

因弱電間至天線的預埋管線稀少，只有一至兩個方向，每個方向預埋管線中只有容納一條1/2″射頻電纜的空間，所以弱電間到天線的路由只能采取串連的方式進行布放，弱電間至天線的無源器件(功分器，耦合器等)90%以上都安裝在弱電間以外的預埋器件盒（吊頂）附近，弱電間內只安裝有源設備(干放，光遠端)、合路器及少量功分器，耦合器。如下圖5所示。

綜上所述，首都機場T3航站樓T3A室內覆蓋系統主干方式只能采取光傳輸的方式來滿足對該樓的全覆蓋。

圖5

6 設備選擇

根據北京移動重點樓宇室內覆蓋系統設備選擇原則，并通過與室內覆蓋設備生產廠家的技術談判和設備詢價，本著技術先進，經濟合理，安全適用的原則，從設備功能、環(huán)境使用條件及安裝維護等方面比較，在該工程中選用金通世紀通信設備有限公司(英國ADC設備中國總代理)的設備。

7 工程設計概算

本工程設計概算2744.15萬元，竣工決算2347.81萬元，設計概算準確度較高。

8 結語

本工程完成后，很好地實現了T3航站樓內移動通信網絡的覆蓋，并進一步提高網絡的安全性，同時也為將來發(fā)展其他業(yè)務打下一個良好的基礎。該項目的建設不但能為北京移動帶來良好的經濟效益，還可以提升企業(yè)形象，樹立公司品牌，取得良好的社會效益；并且對后續(xù)其他機場的移動室內覆蓋方案提供借鑒作用。

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[5]中國移動通信集團北京公司.移動通信基站&室分重點工程勘察設計作業(yè)指導書

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.21.039