地鐵專用無線通信系統(tǒng)的覆蓋分析

李瀛生

摘 要 地鐵專用無線通信系統(tǒng)是為了保證軌道交通能夠安全、高密度、高效運(yùn)營而建設(shè)的一個安全、可靠、有效的無線通信子系統(tǒng)，該系統(tǒng)方案的選擇需要從覆蓋方式、覆蓋區(qū)域、頻率配置、編號原則等多個方面予以分析和論證。本文通過對系統(tǒng)實施方案的選擇與分析，為地鐵無線通信系統(tǒng)的建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞 地鐵 專用移動通信 方案選擇 覆蓋計算

地鐵無線通信系統(tǒng)為地鐵固定用戶和移動用戶之間的語音和數(shù)據(jù)信息交換提供可靠的通信手段，它對行車安全、提高運(yùn)輸效率和管理水平、改善服務(wù)質(zhì)量提供了重要保證；同時，在軌道交通運(yùn)營出現(xiàn)異常情況和有線通信出現(xiàn)故障時，亦能迅速提供防災(zāi)救援和事故處理等指揮所需要的通信手段。地鐵無線通信系統(tǒng)的建設(shè)需要統(tǒng)籌考慮、深入分析。

1 系統(tǒng)方案及比選

（1）系統(tǒng)制式

根據(jù)無線通信技術(shù)的發(fā)展，城市軌道交通專用無線移動通信系統(tǒng)制式主要可分為常規(guī)無線通信、模擬集群、數(shù)字集群等。

TETRA數(shù)字集群體制可更好地實現(xiàn)軌道交通系統(tǒng)功能，在保證系統(tǒng)的高可靠性、減少系統(tǒng)造價以及體制標(biāo)準(zhǔn)的公開性、組網(wǎng)的靈活性等方面具有明顯的優(yōu)勢。在數(shù)字集群主設(shè)備基礎(chǔ)上，針對軌道交通用戶開發(fā)的二次開發(fā)功能日趨完善。同時，目前國內(nèi)廠家也在積極準(zhǔn)備開發(fā)和引進(jìn)先進(jìn)的TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)。因此，無線通信系統(tǒng)推薦采用TETRA數(shù)字集群制式進(jìn)行組網(wǎng)。

（2）基站設(shè)置方案

在滿足服務(wù)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，結(jié)合地鐵車站分布和線路特點(diǎn)，集群無線通信系統(tǒng)可以采用兩種組網(wǎng)方案：多基站小區(qū)制方案和多基站中區(qū)制（光纖直放站）方案。兩個方案結(jié)合場強(qiáng)覆蓋方案可以劃分為不同的基站覆蓋區(qū)。

（1）方案一：多基站小區(qū)制方案

多基站小區(qū)制方案在全線設(shè)置多個覆蓋區(qū)。各車站、車輛段、停車場分別設(shè)置一個集群基站。車輛段、停車場地面區(qū)域利用全向天線的方式進(jìn)行場強(qiáng)覆蓋，各車站站廳、站臺采用功分器、耦合器加全向小天線的方式進(jìn)行場強(qiáng)覆蓋；隧道區(qū)間利用泄漏同軸電纜，以上下行合纜的方式加以覆蓋，在過長的正線區(qū)間，增加光纖直放站做信號補(bǔ)盲。

（2）方案二：多基站中區(qū)制（光纖直放站）方案

多基站中區(qū)制（光纖直放站）方案在車輛段、停車場各設(shè)置一個基站，覆蓋車輛段、停車場車場區(qū)域。在部分車站設(shè)置集群基站、光纖直放近端機(jī)、部分車站設(shè)置光纖直放遠(yuǎn)端機(jī)，采用基站+光纖直放站+漏泄同軸電纜覆蓋全線車站及區(qū)間，站廳用小天線覆蓋。

（3）方案比選：

以上兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，小區(qū)制方案系統(tǒng)功能較強(qiáng)，系統(tǒng)穩(wěn)定性較高，組網(wǎng)和開通較容易，同時可組成統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理；中區(qū)制方案性能滿足要求，系統(tǒng)投資較低，但在組網(wǎng)靈活性、抗干擾性、穩(wěn)定性、通信質(zhì)量指標(biāo)等系統(tǒng)性能方面都稍劣于小區(qū)制方案；中區(qū)制共用信道用戶數(shù)增多，耐過載能力越差，緊急情況下話路激增容易阻塞。因此，方案一為首選。

在無線通信系統(tǒng)基站組網(wǎng)時，為提高移動交換控制中心和基站之間通路連接的可靠性，在通道組織的邏輯上，采用星型連接，但在傳輸物理鏈路上采用環(huán)路連接方式，并借助傳輸?shù)沫h(huán)路倒換機(jī)制保護(hù)提高系統(tǒng)的可靠性。

（4）中繼方案

對于較長的區(qū)間，由于信號衰減，車載臺接收到的信號強(qiáng)度可能不能滿足通信需求，需要設(shè)置中繼器。通常無線系統(tǒng)可采用兩種信號中繼方式，分別為光纖直放站方式和射頻干線放大器中繼放大方式。光纖直放站方式能很好的控制系統(tǒng)上行噪聲，同時，光纖直放站的射頻信號可以雙方向傳遞，其中繼的距離約是射頻干線放大器的1.7倍。采用干線放大器只能向一個方向傳遞，中繼距離短。

（5）系統(tǒng)信號覆蓋

3 結(jié)束語

地鐵建設(shè)中專用移動通信系統(tǒng)的覆蓋，需要通過方案比選，選取合適的覆蓋方式，在此基礎(chǔ)上，通過覆蓋范圍、覆蓋指標(biāo)的分析，進(jìn)行信號覆蓋的預(yù)算，達(dá)到并滿足隧道區(qū)間、站廳區(qū)域、站臺區(qū)域、車輛段及停車場的覆蓋要求，并在頻率配置和編號原則的選用上進(jìn)行高效復(fù)用和完整規(guī)劃。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 陳康，李玉斌. 無線通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用[J]. 電氣化鐵道. 2009.2

[2] 王壽國. 地鐵移動無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量研究. 南京航空航天大學(xué). 2008.01.01

[3] 徐林華. 地鐵中的移動通信系統(tǒng). 《郵電設(shè)計技術(shù)》 1999年第6期