地鐵專用無線通信系統的覆蓋分析

李瀛生

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

關鍵詞 地鐵 專用移動通信 方案選擇 覆蓋計算

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

1 系統方案及比選

（1）系統制式

根據無線通信技術的發展，城市軌道交通專用無線移動通信系統制式主要可分為常規無線通信、模擬集群、數字集群等。

TETRA數字集群體制可更好地實現軌道交通系統功能，在保證系統的高可靠性、減少系統造價以及體制標準的公開性、組網的靈活性等方面具有明顯的優勢。在數字集群主設備基礎上，針對軌道交通用戶開發的二次開發功能日趨完善。同時，目前國內廠家也在積極準備開發和引進先進的TETRA數字集群系統。因此，無線通信系統推薦采用TETRA數字集群制式進行組網。

（2）基站設置方案

在滿足服務質量的基礎上，結合地鐵車站分布和線路特點，集群無線通信系統可以采用兩種組網方案：多基站小區制方案和多基站中區制（光纖直放站）方案。兩個方案結合場強覆蓋方案可以劃分為不同的基站覆蓋區。

（1）方案一：多基站小區制方案

多基站小區制方案在全線設置多個覆蓋區。各車站、車輛段、停車場分別設置一個集群基站。車輛段、停車場地面區域利用全向天線的方式進行場強覆蓋，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行場強覆蓋；隧道區間利用泄漏同軸電纜，以上下行合纜的方式加以覆蓋，在過長的正線區間，增加光纖直放站做信號補盲。

（2）方案二：多基站中區制（光纖直放站）方案

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

（3）方案比選：

以上兩種方案各有優缺點，小區制方案系統功能較強，系統穩定性較高，組網和開通較容易，同時可組成統一的網絡管理；中區制方案性能滿足要求，系統投資較低，但在組網靈活性、抗干擾性、穩定性、通信質量指標等系統性能方面都稍劣于小區制方案；中區制共用信道用戶數增多，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。

在無線通信系統基站組網時，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路連接方式，并借助傳輸的環路倒換機制保護提高系統的可靠性。

（4）中繼方案

對于較長的區間，由于信號衰減，車載臺接收到的信號強度可能不能滿足通信需求，需要設置中繼器。通常無線系統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）系統信號覆蓋

3 結束語

地鐵建設中專用移動通信系統的覆蓋，需要通過方案比選，選取合適的覆蓋方式，在此基礎上，通過覆蓋范圍、覆蓋指標的分析，進行信號覆蓋的預算，達到并滿足隧道區間、站廳區域、站臺區域、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行高效復用和完整規劃。

參 考 文 獻

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

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