地鐵無線通信系統的覆蓋及網絡優化

趙立華

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地鐵無線通信系統的覆蓋及網絡優化

趙立華

西安市地下鐵道有限責任公司，陜西 西安 710032

現如今，在我國社會經濟水平顯著提升的背景下，地鐵的建設數量也越來越多，已成為城市居民出行的重要交通工具，在地鐵各個區域實現通信無限覆蓋也越來越被大家關注。實現地鐵通信無線系統的全面覆蓋以及網絡優化，能夠實現各種交通信息順暢交換，為乘客提供更加優質的出行服務。為了全面提升地鐵綜合服務質量，提出了地鐵通信無線系統常見的覆蓋辦法和范圍，并提出了針對該系統實現網絡優化的具體辦法。

地鐵無線通信系統；覆蓋范圍；網絡優化

1 地鐵中常用的無線通信系統

目前，無線通信、數字集群和模擬集群是地鐵無線通信系統常用的三種方式。其中，最常用的是TETRA數字集群系統。相較于其他無線通信系統，TETRA數字集群系統的技術更成熟，具有明顯的優勢，主要體現在以下兩個面：首先，TETRA數字集群系統具有非常好的穩定性，抗外界干擾的能力很強；其次，具有良好的應用效果。

TETRA數字集群系統主要由網絡基礎設施和移動臺兩部分組成。網絡基礎設施包括基站、MSO等設備；移動臺則由車載臺、便攜臺等設備等組成。在TETRA數字集群系統中，標準接口起到連接網絡基礎設施和傳輸系統的作用。通過傳輸系統的通道對無線通信系統的運行進行有效的協調，使其各個部位功能得到充分的發揮。集群交換控制設備是TETRA數字集群系統控制中心的核心設備，其他通信網絡設施都是圍繞著集群交換控制設備來布置的。TETRA數字集群系統在運行時需要保證網絡基礎設備和移動臺同時發揮作用。TETRA數字集群系統運行時各個部分都需要發揮重要的功能。與此同時，工作人員之間及時的信息交流對于保證地鐵中無線通信系統的正常運行也十分重要，這樣才能夠更好地保證地鐵安全、穩定運行[1]。

2 LTE技術在地鐵無線通信中的綜合應用

2.1 LTE的信道應用

LTE網絡需要完成CBTC+CCTV+PIS綜合承載，在承載工作準備的過程中，需要注意以下3個方面的問題。（1）A、B雙網冗余，雙網完全獨立，并行工作，互不影響。（2）A網承載雙向CBTC，上行CCTV，下行PIS，分配較大帶寬。（3）B網只承載雙向CBTC信息作為備份網絡；分配較小帶寬。

2.2 LTE的接收性能

在列車運行的過程中，信號的接收質量會有一定的變化。經過測試和分析，相同接收功率時，LTE技術可支持的列車速度明顯高于平均接收速度，LTE技術具有更高的靈敏度。除了要做好信號的接收工作之外，還需要做好GPS接收的設計工作，時鐘同步是系統設計的一個要點[2]。

3 地鐵無線通信系統常見的覆蓋范圍

3.1 站臺和站廳

站臺和站廳的無線通信系統覆蓋，主要是在站臺側面相應隧道當中進行漏泄同軸和電纜的鋪設，以促使站臺區域實現無線覆蓋。在地鐵站中，有些站臺區域范圍相對較廣，并且在上行或者下行區間的相應列車如果同時進站，屏蔽門的同步活動就都會干擾信號，影響穩定性。對此，可以將天饋系統設置到站臺位置，達到增強信號保持信號穩定性的目的。通過無線覆蓋方式將通信無限系統覆蓋至站廳層當中的公共區域，在對吸頂天線使用的同時增添射頻電纜的覆蓋方式，促使信號全面覆蓋到出入、房屋密集以及換乘等區域中。

3.2 換乘出入口

在換乘出入口的網絡覆蓋中，覆蓋可以使用吸頂天線的方式，同時也可以加入射頻電纜，這樣便可以在增強穩定性的同時也增強信號的強度。在不同的環境中，要對建筑物的大小和高低以及旁邊不同的設備等進行詳細的分析，分別選擇不同的方式進行無線網絡的覆蓋。漏泄同軸電纜方式就是當前比較成熟的一種無線網絡覆蓋方式。還可以利用基站和室內天線相互結合的方式對無線網絡進行覆蓋。這種覆蓋方式更適合于控制面積比較小的場所。

3.3 行車區間線路區域

行車區間包括地鐵運行時需要經過的不同區域，如隧道區域、地面區域和高架空間等。在這些區域進行信號覆蓋時重點是保證區域間信號分布的均勻，因此可以通過應用漏泄同軸電纜來實施來實現。這種覆蓋方式具有分布均勻的特點，而且還沒有駐波場，能夠在地鐵和隧道等相對較為擁擠的環境下發揮出很好的效果[3]。

3.4 停車場和車輛段

在這類區域進行覆蓋需要結合實際情況對覆蓋方式進行優化選擇。針對建筑物稀少、空間范圍小或者區域內較為空曠的場景當中，主要可以通過室外天線或者在樓頂架設基站的方式進行電纜覆蓋，以此達到停車場還有車輛段相應場強要求。

4 地鐵無線覆蓋的方案選擇

目前，隨著通信技術的飛速發展，以及人們工作、生活中對通信的需要，在地鐵通信中移動通信方式已得到了比較廣泛的應用，而在方案的實施上有多種選擇。相對來看，數字集群有著很大的技術優勢，不僅可以進行二次開發，而且還有著較高的通信質量，因此在實際運行中獲得了較多的應用。基站的選擇必須結合現場情況，尤其是站臺結構及所用線路的特點來決定。其中，小區方案可以在相應線路中安排多個區域，在車站等處設置信號基站。中區方案則可以選擇在停車場等處分別進行信號基站的分布與設置。比較來說，兩種不同的方案都有其特定的優勢與缺陷，其中小區方案的運行穩定性要更理想，而且在傳輸質量上也更為優良，網絡構成比較簡單易操作，而且最重要的一點是可以采取措施進行統一的管理。中區方案的優勢在于，投入成本比較低，而且在網絡構成上也比較靈活，能夠滿足大多數用戶的需要，但是不足之處是穩定性較差、傳輸質量等容易受到影響。一旦接入用戶數量突然增加，就會出現通信擁堵。如此一來，多數情況下會選擇小區方案。此外，在進行網絡組建的過程中，為了提高信號傳輸的可靠性，較多地選用星型連接[4]。

5 地鐵無線通信覆蓋中的網絡優化

對地鐵站的控制中心進行覆蓋時，要根據實際情況來決定覆蓋方式。如果控制中心范圍較大和樓層較高，則可以采用室外鐵塔架設天線方式來進行覆蓋，這樣就可以達到整體覆蓋的要求。如果控制中心只有一棟建筑物，則可以采用室內天線及基站相結合的方式來進行覆蓋。

5.1 參數調整

地鐵無線通信覆蓋中參數調整主要包括終端允許的最大發射功率的調整和最小接入電平調整兩方面。目前，由于地鐵無線移動臺通信的信號所用的發射功率會受到基站的限制，因此需要調整參數才能實現移動臺的發射功率的升降，此時可以通過調整終端允許的最大功率發射來改善覆蓋的指標來進行網絡優化。最小接入電平會影響網絡的覆蓋范圍，因此調整好該參數十分重要。通常情況下最小接入電平的參數在﹣102左右時效果較好。

5.2 分析路測數據

通過對無線網絡覆蓋區域內的場強測試來保證實際的電平與預計的要求相吻合。在實際的網絡測試過程中也要嚴格執行并運用相關的軟件來進行測試。如在測試中發現軟件不合格或是有異常的地方，要及時進行修檢。修檢工作之后再做好相關記錄以便后續進行一定的復查工作。其他的檢測工作也要做好日期以及狀況等記錄以便后續進行復查。

6 結語

地鐵在城市交通當中具有重要地位和作用，通過地鐵的有效建設，為廣大城市居民提供了便捷的出行服務。為了全面發揮地鐵自身可靠的交通作用，需要實現地鐵無線通信系統的全覆蓋，針對相應覆蓋范圍采取正確方式實現信號覆蓋，并確保信號的穩定性，同時要采取合理方法對地鐵覆蓋網絡實現全面優化，確保地鐵具有可靠優良的運營質量。

[1]簡艷. 無線通信系統在地鐵中的應用探究[J]. 華東科技：學術版，2016（2）：32.

[2]林濤. 基于深圳地鐵TETRA系統無線通信信號覆蓋的優化設計[D]. 蘭州：蘭州交通大學，2016.

[3]康志杰，孫敬偉. 關于地鐵通信的無線系統覆蓋探索與研究[J]. 電子世界，2014（24）：242.

[4]劉為蘋，汪曙明. 南京地鐵1號線無線場強改造[J].現代城市軌道交通，2011（2）：30-32.

Coverage and Network Optimization of Metro Wireless Communication System

Zhao Lihua

Xi’an Underground Railway Co., Ltd., Shaanxi Xi’an 710032

Nowadays, in the context of the significant improvement of China’s social and economic level, the number of metro construction is also increasing. It has become an important means of transportation for urban residents, and the infinite coverage of communication in various areas of the metro is becoming more and more popular. Realizing the comprehensive coverage of the wireless communication system of the metro and network optimization, it can realize the smooth exchange of various traffic information and provide passengers with better travel services. In order to comprehensively improve the comprehensive service quality of the metro, the common coverage methods and scope of the metro communication wireless system are proposed, and the specific methods for network optimization of the system are also proposed.

metro wireless communication system; coverage; network optimization

U285.2

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