地铁专用无线通信系统方案选择.docx

          地铁专用无线通信系统方案选择                    李春莉成都地铁运营有限公司四川成都610000摘要：在我国城市地铁通信系统中，专用无线通信系统是高速运行的地铁列车与车站运营管理人员之间唯一的通信手段，担负着提高运营效率、确保行车安全及地铁乘客生命安全的重要使命，为列车调度、维修调度、防灾环控调度、车辆段调度等提供无线通信保障本文通过对系统实施方案的选择与分析，为地铁无线通信系统的建设提供参考关键词：地铁专用移动通信方案选择覆盖计算1系统方案及比选1.1系统制式根据无线通信技术的发展，城市轨道交通专用无线移动通信系统制式主要可分为常规无线通信、模拟集群、数字集群等TETRA数字集群体制可更好地实现轨道交通系统功能，在保证系统的高可靠性、减少系统造价以及体制标准的公开性、组网的灵活性等方面具有明显的优势在数字集群主设备基础上，针对轨道交通用户开发的二次开发功能日趋完善同时，目前国内厂家也在积极准备开发和引进先进的TETRA数字集群系统因此，无线通信系统推荐采用TETRA数字集群制式进行组网1.2基站设置方案在满足服务质量的基础上，结合地铁车站分布和线路特点，集群无线通信系统可以采用两种组网方案：多基站小区制方案和多基站中区制（光纤直放站）方案。

两个方案结合场强覆盖方案可以划分为不同的基站覆盖区1.2.1方案一：多基站小区制方案多基站小区制方案在全线设置多个覆盖区各车站、车辆段、停车场分别设置一个集群基站车辆段、停车场地面区域利用全向天线的方式进行场强覆盖，各车站站厅、站台采用功分器、耦合器加全向小天线的方式进行场强覆盖；隧道区间利用泄漏同轴电缆，以上下行合缆的方式加以覆盖，在过长的正线区间，增加光纤直放站做信号补盲1.2.2方案二：多基站中区制（光纤直放站）方案多基站中区制（光纤直放站）方案在车辆段、停车场各设置一个基站，覆盖车辆段、停车场车场区域在部分车站设置集群基站、光纤直放近端机、部分车站设置光纤直放远端机，采用基站+光纤直放站+漏泄同轴电缆覆盖全线车站及区间，站厅用小天线覆盖1.2.3方案比选：以上两种方案各有优缺点，小区制方案系统功能较强，系统稳定性较高，组网和开通较容易，同时可组成统一的网络管理；中区制方案性能满足要求，系统投资较低，但在组网灵活性、抗干扰性、稳定性、通信质量指标等系统性能方面都稍劣于小区制方案；中区制共用信道用户数增多，耐过载能力越差，紧急情况下话路激增容易阻塞因此，方案一为首选在无线通信系统基站组网时，为提高移动交换控制中心和基站之间通路连接的可靠性，在通道组织的逻辑上，采用星型连接，但在传输物理链路上采用环路连接方式，并借助传输的环路倒换机制保护提高系统的可靠性。

1.2.4.中继方案对于较长的区间，由于信号衰减，车载台接收到的信号强度可能不能满足通信需求，需要设置中继器通常无线系统可采用两种信号中继方式，分别为光纤直放站方式和射频干线放大器中继放大方式光纤直放站方式能很好的控制系统上行噪声，同时，光纤直放站的射频信号可以双方向传递，其中继的距离约是射频干线放大器的1.7倍采用干线放大器只能向一个方向传递，中继距离短1.2.5系统信号覆盖3专用无线通信系统工程设计3.1网络结构根据地铁线路的特点，数字集群通信系统按基站设置方式的不同可以有以下几种系统结构：小区制：在控制中心设置交换控制设备，在地铁沿线各车站设置基站，交换控制设备与基站之间通过有线传输通道连接，地铁沿线架设漏泄同轴电缆实现全线场强覆盖小区制的缺点是投资较高，列车司机与行车调度员之间的通话存在较多越区切换；优点是信道利用率高，系统的故障弱化能力较强，最大特点是能够实现车站值班员与列车司机之间无须拨号即可建立通信联系中区制：在控制中心设置交换控制设备，在地铁沿线的重要车站设置基站，其它车站设置射频放大设备，交换控制设备与基站之间通过有线传输通道连接，地铁沿线架设漏泄同轴电缆实现全线场强覆盖。

中区制在设备投资、信道利用、越区切换频次、故障弱化能力等方面均介于大区制与小区制之间，不具备小区制的小三角通信功能，也不存在大区制的车载设备在列车进出车辆段时正线通话组与车辆段通话组不能自动转换的问题大区制：在控制中心设置交换控制设备和基站，在地铁沿线车站均设置射频放大设备，地铁沿线架设漏泄同轴电缆实现全线场强覆盖大区制的优点是投资较小，列车司机与行车调度员之间的通话不存在越区切换；缺点是信道利用率不高，故障弱化能力较差，不能实现小三角通信，尤其是列车进出车辆段时正线通话组与车辆段通话组不能自动转换此外，大区制系统结构不易扩容也是其致命弱点综合上述对大、中、小区制三种系统结构的分析比较，建议地铁专用无线通信系统采用中、小区制系统结构进行组网3.2场强覆盖地铁专用无线通信系统信号场强覆盖区域通常分为：隧道区间的覆盖、车站站台的覆盖、车站站厅的覆盖地铁隧道区间内场强的覆盖方式无外乎两种：采用隧道天线作为辐射源的空间波覆盖方式及采用漏泄电缆作为传输线和分布天线的覆盖方式前者投资小，安装工程量小，但场强覆盖难以控制，会对隧道内的电磁环境产生不良影响，无法为控制越区切换、降低同频干扰等具体问题进行针对性的场强分布精确设计，实际使用先例很少；而后者投资较大，安装工程量较大，但由于采用漏泄电缆能够实现对电磁波传播和辐射的严密控制（既保证了自身系统的抗干扰又能降低对其他无线系统干扰的可能性），因此在国内外地铁的建设中均得到了广泛的应用。

所以推荐采用漏泄电缆解决隧道内的场强覆盖采用漏泄电缆实现区间场强覆盖时，当区间太长时需在漏缆中间加设放大器对射频信号进行放大常用的放大器有两种类型：射频直放中继器和光纤作为传输媒介的光纤直放站两种放大方式对比如下：3.2.1下行载噪比采用射频直放中继器放大的是由基站获得的信号，可以获得较好的载噪比；光纤直放站由于光端机噪声系数的增加，其信号的载噪比不及射频直放中继器3.2.2上行噪声采用射频直放中继器的上行噪声较小，对基站的影响较小；采用光纤直放站的上行噪声较大，对基站的影响较大3.2.3可靠性由于射频直放中继器是一级有源设备，可靠性较好；光纤直放站包含近端射频调制、光路传输、远端射频解调、射频放大四个部分，这四个部分是串联工作的，其中每一个部分出了故障，都会导致整条链路故障，可靠性较差4结束语地铁建设中专用移动通信系统的覆盖，需要通过方案比选，选取合适的覆盖方式，在此基础上，通过覆盖范围、覆盖指标的分析，进行信号覆盖的预算，达到并满足隧道区间、站厅区域、站台区域、车辆段及停车场的覆盖要求，并在频率配置和编号原则的选用上进行高效复用和完整规划参考文献[1]陈康，李玉斌.无线通信技术在城市轨道交通中的应用[J].电气化铁道.2009.2[2]王寿国.地铁移动无线网络系统的服务质量研究.南京航空航天大学.2008.01.01[3]徐林华.地铁中的移动通信系统.《邮电设计技术》1999年第6期  -全文完-。