地鐵通信專用無線系統覆蓋及網絡優化研究

王一橋

(大連地鐵運營有限公司，遼寧 大連 116000)

0 引言

無線系統是地鐵重要的系統之一，可保障司機與行車調度的日常通話，同時確保維修人員手持臺的使用性。對于地鐵而言，它的安全性要求非常的高，因此，地鐵無線系統采用的是800 M的專用無線頻段，不論是車載臺、固定團、手持臺還是行車調度臺都是采用專用的頻點和網絡，確保地鐵無線系統的有效性。文章詳細探討了地鐵通信專用無線系統的覆蓋及網絡優化，為后續全面提升地鐵通信專用無線系統性能提供幫助[1]。

1 地鐵無線信號簡述

地鐵中充斥著不同的信號，每一個信號都會發揮不同的作用。一般地鐵中會存在5～10個信號，大致分為民用通信信號，即移動、聯通和電信；警用通信信號，即350 M無線信號；專用通信信號，即800 M無線信號；無線WiFi信號，2.4 G以及其他的一些特殊頻段。這些信號都是由各大運營商建立并維護，在地鐵覆蓋的時候，會充分考慮地鐵的實際情況和鋪設的成本，避免同頻干擾，也讓每一個用戶可以在地鐵中享受較強的信號。因此，當下的很多地鐵無線信號都是采用蜂窩式，而且要在機房內預留好擴容接口，方便日后提升容量[2]。

地鐵覆蓋網絡涉及無線、電源以及通信傳輸系統3個部分。無線系統避免多系統之間的干擾，一般采用無線主設備利用POI或者多頻分合路器進行上下行合路，通過室內分布系統以及天饋設備對地鐵的站廳和站臺進行覆蓋，同時采用漏纜的方式對區間隧道進行覆蓋，從而確保地鐵無線系統的使用。電源方面基本上采用兩個方式進行覆蓋，即組合開關電源對機房內的無線、傳輸設備進行供電，或者采用遠端直供方式對無線的相關設備進行供電，例如隧道或者弱電井都是采用遠端直供的方式確保電源穩定性。傳輸則是采用48芯光纜進行鋪設，通過BBU和RRU對隧道以及弱電井進行全面的信號優化和覆蓋，確保地鐵通信之間的數據交互，真正完成地鐵無線信號的覆蓋內容[3]。

2 地鐵無線信號覆蓋情況

2.1 覆蓋內容

地鐵無線信號的覆蓋主要包括3種內容，即民用通信、專用通信和警用通信。民用通信就是三大運營商，即移動、聯通和電信。專用通信則是800 M無線系統或者當下比較流行的1.8 GLTE無線系統。警用通信則是采用350 M無線系統。3個不同的頻段，不會產生同頻干擾，都會采用天饋設備在站臺、站廳以及員工區進行實際的布點，確保上述3個區域沒有任何無線信號的盲區。隧道則是采用漏纜的方式進行鋪設，在較長的隧道還會采用無線直放站的方式對無線信號進行放大，從而確保3種不同的無線信號可以覆蓋整個地鐵。此外，地鐵中還有一些其他的無線信號，比如無線WiFi信號，即2.4 G，還有很多地區覆蓋了5G信號，即5.8 G?？偠灾?，不同頻段的信號基本上都會采用上述方式進行信號覆蓋，避免造成同頻干擾，影響通信[4]。

換乘車站的覆蓋方式與地鐵大致相同，但是由于換乘站存在不同的線路、不同的設備、相同的功能，因此換乘站需要額外注意，一旦配置出現問題，容易導致同頻干擾。例如，如果沒有換乘站的地鐵，專用無線系統的頻點分布基本上采用ABAB復用的方式，這樣前后車站不會出現相同的頻點，也就不會產生任何的同頻干擾。但是如果有換乘站的地鐵，就要加一對頻點，即ABCABC復用的方式，在換乘站的前后左右，要將所有頻點分開配置，這樣就可以避免同頻點的情況，避免同頻干擾[5]。

2.2 覆蓋方式

2.2.1 站臺和站廳

站廳和站臺基本上要求場強在-65 dbm以下，而且都是采用天饋設備進行覆蓋，各個系統采用上下行的分布方式進行網絡覆蓋，間隔距離必須大于0.5 m，覆蓋面積考慮15 m2，傳播的模型也是采用自由空間傳播，損耗按照L=32.4 lgf+20 lgd+20 lgf進行計算，具體的站廳和站臺的最小功率為：CDMA，880 MHz；GSM，960 MHz；TD-SCDMA，2.370 MHz；WCDM，2.145 MHz。室內吸頂天線增益，CDMA，GSM，TD-SCDMA以及WCDM是2.1dB。傳播損耗，CDMA在54.8 dB，GSM在55.6 dB，TD-SCDMA在63.4 dB，WCDM62.6 dB[6]。

2.2.2 區間切換

列車在區間隧道中需要不同基站的切換，以GSM為例，切換實際要小于6 s，因此切換的距離在22.3(每列車時速在80 km/h)×6=133.8 m，所以需要在切換成功率以及漏纜開斷點進行留存，確保列車在快速通過的時候，可以把控信號切換。

2.2.3 停車場區域

停車場一般比較空曠，基本上都是采用鐵塔的方式進行僅消耗覆蓋，很多樓內的覆蓋可以采用定向天饋，這樣可以滿足停車場以及停車場樓宇的場強需求[7]。

2.2.4 控制中心區域

控制中心區域的面積相對比較小，主要是采用基站和天饋設備進行覆蓋，如指揮大廳，可以采用定向天線的方式進行全面覆蓋，但是每個覆蓋的地方都有各自的優點和缺點，最重要的是覆蓋的過程，需要全面結合區域特點和樓宇情況，避免覆蓋地區有盲區，而且保證每一個區域都要有無線通信網絡進行覆蓋，保證地鐵通信服務質量[8]。

圖1 地鐵專用無線信號覆蓋

3 地鐵通信專用無線信號網絡優化措施

在完成地鐵通信專用無線信號的布點之后，就要對無線信號進行優化，確保每一個區域的專用無線信號滿足人們的需求。一般在測試覆蓋電平的時候，需要配備場強測試儀，在每一個測試點位進行數據記錄和分析。對于地鐵通信無線網絡而言，調整無線信號場強就是調整無線基站的耦合器和基站的發射功率，一般信號比較弱的時候，需要調整基站的發射功率，爭取達到比較好的優化效果，但是如果信號比較強或者電平強度差值比較大，就要改變耦合器，例如將二功分器改換為四功分器。而且對RXLEV_ACCESS_MIN的相關參數進行更改，這樣確保上下行信號不平衡差值減小?；疽刂瓢l射功率，最常見的設置為-102。在開展實際網絡活動的時候，要反復進行測試，從覆蓋通話質量中找出平衡點，保證覆蓋范圍。另外，對發射功率的最終預算進行空載，一般情況下，上行信號都要強于下行信號，最大化設置功率參數，保證覆蓋性能獲得強化。SLOW_RESELECET_HY_STERESIS延遲參數，確保在交叉的區域進行信號無空隙覆蓋，對信號的閾值進行有效的控制，保證設備可以快速切換，確保信號全面覆蓋[9]。

4 地鐵通信專用無線系統的發展趨勢

當下我國的數字集群技術非常成熟，在我國地鐵無線通信中占有重要地位。如今隨著我國科技技術的飛速發展，數字通信技術也在不斷地進步，這對地鐵無線通信集群技術起到了很大的推動作用，主要表現在以下3個方面。(1)現如今的地鐵無線通信系統采用TETRA系統，它是數字集群的代表，可以將語音、數據進行統一的交換，提高工作效率，反應時間短，而且安全性好，整體的運行成本更低。(2)可以實現終端之間的數據交互，確保地鐵內的資源和信息共享，確保應急信息的有效互聯互通，充分實現用戶和用戶之間的溝通。(3)加強對數字集群的控制，為設備研發能力提供保障。總而言之，隨著城市軌道交通規模越來越大，城市修建的地鐵越來越多，無線通信系統的重要性不言而喻，對于復雜的地鐵交通網絡而言，如果無線通信存在問題，那么就會對地鐵的安全運行造成很大的影響。因此，確保地鐵無線通信系統的發展水平，也是保證地鐵網絡優化的重要內容，能夠為地鐵的快速發展提供最大的助力[10]。

5 結語

地鐵通信專用無線系統是保證地鐵司機與行調的有效溝通方式，而無線信號覆蓋可以保證通話的有效性，一旦信號覆蓋存在問題或者有任何的缺失，那么無線系統的通話就會受到很大的影響。因此，對于地鐵通信專用無線系統要全面把控，對于信號覆蓋要進行有效的確認，確保信號覆蓋沒有任何問題，做好網絡優化工作，為專用無線系統的穩定運行提供保障。