地鐵通信中的無線系統和網絡優化技術的研究

張巖

摘要：近年來，隨著城市化及城市軌道交通行業的快速發展，地鐵以其舒適、快速、快捷的優點，成為了城市中人們重要交通工具之一。在地鐵系統中，每時每刻都有大量的信息需要交流共享，因此地鐵系統具有復雜繁忙的無線通信網絡，良好的通信網絡才能滿足乘客更多的需求，給乘客帶來更好的乘車體驗，同時可以使地鐵通信系統良好運轉，因此如何對地鐵中的無線通信網絡進行設計和優化也成為了通信領域一個重要的研究方向。為了更好的設計合理的地鐵無線通信網絡，要根據地鐵不同路段的特殊性進行個性化的定制設計，并選擇合理的覆蓋方式對地鐵系統進行網絡鋪設，在此基礎上還要根據實際網絡監測情況對網絡進行優化，才能保證無線網絡的良好運行。

關鍵詞：地鐵通信;無線系統;網絡優化技術

1地鐵通信中無線系統

根據地鐵系統的空間結構特點，通?？梢詫⑵鋭澐殖烧九_區域、站廳區域和地下隧道幾個部分，根據不同區域的通信特征不同，所需的無線網特征也有所差別。除此之外，在地鐵系統中，由于需要對各個運營商的無線網絡進行鋪設，不可避免的會發生各個通信網絡之間的信號干擾，前期成本高并且不利于后期的網絡維護工作。因此，在實際系統中，地鐵中采用第三方的分布式通信系統進行統一的無線網絡設置，在此基礎上，各個運營商根據自己的需要在第三方系統中進行租用，以此來保證系統的統一管理。地鐵系統中，由于各個通道的位置以及長度等特點不同，在鋪設無線網絡時網絡的覆蓋方式也不同。在研究地鐵無線網絡鋪設覆蓋時，要充分考慮到地鐵系統的結構特點、各個位置的信號強弱以及后期維護情況，這樣才能找出合理的網絡設計方案。

2地鐵通信無線系統的覆蓋范圍和方式

2.1地鐵通信無線系統的覆蓋范圍

作為城市交通的重要組成部分，地鐵通信無線系統需要具備較為廣闊的覆蓋范圍，以此滿足乘客的通信需求，使乘客在地鐵運行過程中與外界進行通信或者通過互聯網瀏覽信息。一般來說，地鐵通信無線系統的覆蓋范圍需要涉及地鐵的每一個位置，實現網絡的全方位覆蓋。從宏觀角度看來，地鐵通信無線系統的覆蓋范圍涉及到地鐵站臺、地鐵站大廳以及列車隧道等地，這樣才可以為乘客提供全方位的通信服務。需要注意的是，地鐵不同路段的通信環境有所差異，技術人員需要根據不同地段的特征，進行通信無線系統的覆蓋，在保障地鐵通信無線系統通信效果的同時，減少通信無線系統建設的成本。

2.2地鐵通信無線系統的覆蓋方式

通過上述分析可知，技術人員需要根據路段的特征開展通信無線系統的覆蓋工作。對于站臺展廳而言，技術人員通常將無線網絡的電纜設置于隧道中。為了避免列車通過時對電纜造成干擾，降低通信質量，技術人員還會應用到天饋系統輔助網絡鋪設，以此提升通信無線系統的穩定性與信號強度。與此同時，技術人員還會在地鐵的換乘區域和出入區域，進行射頻電纜以及吸頂天線的設置，確保無線系統可以滿足乘客的通信需求。

對于車輛行駛路段而言，技術人員會通過漏泄同軸電纜的應用，確保通信無線系統的網絡信號可以均勻分布于地鐵的各個區域，并降低助波場對通信信號的不利影響，確保地鐵在通過高架和隧道區域時，仍舊具備較高的通信質量。

對于控制中心而言，作為地鐵系統的核心部分，控制中心的通信無線系統覆蓋由其面積決定。如果控制中心的面積相對較小，則會應用天線與基站配合的方式，完成通信無線系統的覆蓋;如果控制中心的面積相對較大，則會在室外設置鐵塔，在此基礎上完成天線的架設，從而保障控制中心的無線覆蓋范圍，提升控制中心的信號質量。

3地鐵通信無線系統的網絡優化技術

3.1地鐵通信無線系統網絡信號

地鐵通信無線系統在實際運行的過程中，要想保證其技術的優化質量，除了需要對網絡鋪設合理性展開優化之外，還要對地鐵通信無線系統中的網絡信號展開優化，不斷提升網絡信號在實際運行中的穩定性。通常情況下，地鐵通信無線系統中的實際信號電平需要與標準信號電平保持一致，在此過程中需要對系統中的網絡信號展開全面檢測。如果在實際檢測過程中出現問題，則需要在第一時間確定問題出現的原因、位置、現象以及嚴重性等，并對其展開全面的數據記錄。針對記錄中的信息數據，對故障展開維護管理，并且定期展開復查，這種方式能夠保證地鐵通信無線系統中網絡信號傳輸的穩定性。對其展開數據記錄的主要目的就是為今后地鐵通信無線系統網絡信號檢測打下基礎，進而保證地鐵通信無線系統網絡信號管理的質量。

3.2地鐵通信無線系統優化算法

在選擇優化算法的過程中，不同類型的信號，對應的優化算法也不同，目前可以將地鐵通信無線系統中的優化算法分為三種類型，第一種為基站信號的優化算法，在此過程中如果檢測到其中存在問題，則需要對信號中的發射功率展開優化，根據實際情況對其展開調整，在此過程中，可以通過網絡管理的方法展開。第二種為改變基站耦合器參數，可以通過調整耦合器方向的方式，對地鐵通信無線系統中的網絡信號展開優化，這種優化方式經常在隧道信號較強但是站廳信號較弱的情況下使用。第三種為技術參數的優化，在地鐵通信無線系統覆蓋的過程中，基站會對信號產生一定的影響，面對這種情況，為了保證電臺信號的質量，則需要對其中的技術參數展開調整。同時檢測基站中信號的電場強度以及信號質量，根據最終的監測結果，對移動臺的發射頻率展開控制，進而保證地鐵通信無線系統的技術優化質量。

3.3蛛網式通信架構

地鐵通信無線系統的特點是強調通信便捷性，在進行通信作業的過程中，信號發射基站的數目一般只有1～2個（固定區間內），但用戶數目卻可能達到數百甚至上千人，為保證無線系統網絡能夠滿足使用要求，應在現有基礎上對通信架構進行完善。擬采用蛛網式通信架構，以信號發射基站為起點，信號發射呈現扇面輻射狀，基站周圍建設若干子基站和輔助站，子基站和輔助站分別進行信號的加強/提純/二次發射（子基站）、加強/二次發射（輔助站），使無線信號在傳輸過程中受到的干擾能夠得到控制，始終保持較高的可辨識率。不過蛛網式通信架構對建設資金的要求較高，一條長度為20km的普通地鐵，需要建設5～10個子基站和15個左右的輔助站，一期建設資金為300～500萬，每年的運維費用也在30萬元左右，且需要應對室外環境破壞等問題，運維難度較大，可在后續工作中結合當地實際情況選擇是否應用。

結論

隨著人們對地鐵通信無線系統的關注程度逐漸提升，如何保證地鐵通信無線系統的運行質量，成為有關人員關注的重點問題。本文通過研究地鐵通信無線系統的覆蓋方式以及優化技術發現，對其進行研究，能夠大大提升地鐵通信無線系統的運行質量，同時還能夠保證地鐵通信無線系統運行的可靠性。由此可以看出，研究地鐵通信無線系統的覆蓋方式以及優化技術，能夠為今后地鐵通信無線系統的發展奠定基礎。

參考文獻

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（作者單位：天津市地下鐵道運營有限公司）