地鐵無線通信多系統引入問題及措施

摘要：隨著信息技術的不斷發展和進步，通信技術也在不斷地發展，地鐵交通中無線通信系統的應用發展迅速，本文首先分析了地鐵無線通信多系統出現的問題及措施，接著，主要針對基于摩托羅拉的TETRA多系統的引入問題進行了研究。

關鍵詞：地鐵;無線通信;多系統;問題措施

引言

地鐵交通運輸業的發展對城市交通發展有極大的促進作用，地鐵無線通信多系統的引入為其帶來了更加便捷高效的科技應用。但是，在地鐵無線通信多系統也存在一系列的問題，由于地鐵的空間有限，各類無線通信信號不能自由進入，在無線通信系統的設備中，不管是移動、聯通、電信的無線信號，都不可以在地鐵中無限制地傳播。要解決此問題，就必須在進行地鐵無線通信系統的設計時，各類系統設備的頻帶可滿足地鐵無線通信系統的需求。但是，地鐵無線通信多系統中存在信息泄漏的安全隱患，同時，還存在地鐵無線通信系統在分路與合路的過程中，由于功率不合理及各種干擾導致的信息輸出與傳入的沖突問題。

1.地鐵無線通信多系統存在的問題及措施

1.1無線通信系統干擾嚴重

在地鐵無線通信多系統中，無線干擾一般是對信息傳輸的干擾。在無線通信調頻時，由于地鐵空間狹小，無線信息的通道被限制了，每一種無線通信系統的調頻都會影響其他信息的傳輸。如果兩種或多種無線通信同時調頻，就嚴重干擾信息的傳輸，就是所謂的鄰頻道干擾;同時，無線通信調頻具有頻繁性與不穩定性，都可能會破壞無線通信多系統。現場的警用無線通信系統、專用無線通信系統是兩個獨立的TETRA系統，其干擾一般有雜散干擾和互調干擾。前者是系統本身不完善性造成在必要帶寬之外的某個或某些頻率的發射，對頻譜的其他用戶造成干擾，后者是系統內部有用信號在單個系統或多個系統間相互作用而產生不需要的干擾分量。根據造成的后果干擾一般分為雜散干擾、互調干擾、阻塞干擾。一般干擾會造成系統接收靈敏度降低，減小系統覆蓋范圍，相應影響系統通信質量，嚴重時將阻塞系統接收，造成系統癱瘓，形成阻塞。

1.2解決措施

1.2.1嚴格執行制度

首先，地鐵通信管理部門應制定相關規章制度，保證地鐵通信系統使用中的暢通無阻。地鐵無線通信系統內部的通信設備不止一種，各個部門都有自己的通信設施，會造成一定的利益沖突;因此，可在共同使用無線配置的范圍內，制定無線通信規章制度，確保地鐵內無線通信設備在有效范圍內安全順暢地使用，同時，還應嚴格執行地鐵無線通信穩定安全的保障制度。

1.2.2科學制定頻率

地鐵通信部門應根據地鐵內無線通信設備的不同特點，從地鐵通信的暢通及安全角度出發，為地鐵用戶的利益多考慮，在危害成地鐵無線通信系統的前提下，科學有效的規劃分配地鐵無線通信頻率，從根本上保證地鐵無線通信設備的暢通及安全使用，確保地鐵無線通信用戶的利益。

1.2.3定期系統維護

由于地鐵空間狹小，做好地鐵無線系統設備的定期維護十分困難。首先，地鐵內無線通信設備的維護時，要嚴格保證無線通信設備在規定的調頻范圍內運行，不得隨意改動地鐵通信設備的調制頻率;同時，還應在無線通信設備的頻率范圍內有效維護，避免不必要的干擾。進行設備的定期維護時，在科學運行的基礎上，定期計算與核實好各種無線頻率的數據。

1.2.4多系統干擾的解決

為避免地鐵無線通信多系統因干擾影響地鐵的運營工作，應制定系列有效抗干擾的措施。首先，通信部門可對輻射功率合理分配、選擇合理的工作頻率、保證接地的可靠性、減少各系統漏洞間的互相耦合、減少系統天線間的相互耦合、在各系統間設置合理的濾波器等。

2.昆明TETRA多系統問題分析及措施

2.1無線通信系統組成

根據地鐵線路的特點，MOTOROLA TETRA通信系統的結構按基站設置成小區制，在控制中心設交換控制設備，在地鐵沿線的車站設基站，交換控制設備與各基站通過有線傳輸通道進行連接，地鐵沿線架設泄漏電纜，實現全線場強的覆蓋。其無線通信系統的組成如圖2.1 示。

圖2.1無線通信系統組成

地鐵隧道內射頻場強的覆蓋方式包括使用隧道天線為輻射源的空間波覆蓋方式及采用漏泄電纜為傳輸線和分布天線的覆蓋方式。前者成本低，但難以控制場強覆蓋，會對地鐵內的電磁環境造成不良影響，無法針對控制區切換、降低同頻干擾等具體問題進行針對性的場強分布精確設計，實際應用較少;后者造價高，但能夠實現對電磁波傳播和輻射的嚴密控制，保證自身系統的抗干擾能力同時能降低對其他無線系統的干擾，因此被廣泛運用。在昆明地鐵中用漏纜進行隧道區間及站臺區域的覆蓋;用天線方式進行了站廳區域的覆蓋，并對站臺區域泄漏電纜存在盲區的地方采用天線進行補充。專網無線通信（PMR）體制經歷了專用信道、模擬集群、數字集群三個主要發展階段，隨著技術的發展，系統的功能越來越強，頻譜利用率越來越高，話音質量、保密性和抗干擾性也越來越好，設備的集成度和擴容能力也得到進一步的提高。在昆明市軌道交通無線通信子系統中，將采用先進的TETRA數字無線集群技術，其編碼、調制方式先進，編碼效率和頻譜效率顯著。

2.2 EADS和TETRA系統引入存在的問題

2.2.1多系統的接口技術標準不一

MOTOROLA一般采用IP交換技術，又稱路由器或廣域網交換方式。采用電路交換與IP交換混合技術時，對實時性要求較高的通信設備采用電路交換技術，而對數據要求較高的則采用IP交換技術。在進行多系統引入時，假若EADS和MOTOROLA的兩個TETRA系統進行互聯，兩個系統之間必須設置一個轉換器，但此轉換器在市場上的應用較少。

2.2.2同一廠家的TETRA系統的前后版本不兼容

同一廠家的TETRA系統，也存在不同產品之間連續性及可擴展性的問題，MOTOROLA不同時期出廠的電信交換機上使用到的軟件版本是不同的，如果各個系統的軟件版本無法兼容，那么系統就不能互聯。昆明地鐵線路現在使用均為MOTOROLA系統，在后續的建設中，會因新版本的系統引入，導致不兼容的問題而無法互聯，因此需要對其進行升級。MOTOROLA網絡內部多系統的連接時采用各交換中心互聯方案，各交換中心不存儲其他交換局下的線路的數據，各地鐵通信部門的用戶在漫游區域內時，要在歸屬交換局和需要漫游的交換局的數據庫里開放該用戶和組的漫游功能，其后，才可在簽約過的MOTOROLA網絡覆蓋下的線路中進行通信。

2.3解決措施

2.3.1MOTOROLA系統與EADS系統進行終端互聯

對TETRA終端進行互聯時，需使用互聯派接器，對MOTOROLA系統與EADS系統的TETRA終端通話組連接，通話組群呼的特性可實現多系統間的相互連接。互聯派接器內分別放兩個無線固定電臺，一個固定臺注冊在MOTOROLA網絡，另一個則在EADS網絡。事先在兩個固定臺編入兩個系統所有的互通通話組，當需要互通時，可在兩個系統的固定臺上進行人工選擇相應的通話組，互聯橋接器可把兩個組臨時派接成一個組，實現MOTOROLA和EADS多系統通話組的連接。無線終端用戶漫游的通信時，在各線無線電臺和調度預先編入規劃好的互通組，將互聯派接器中的EADS系統和MOTOROLA系統的無線電臺編入所屬網絡的全部互通通話組，接著使用互聯派接器上對兩個通話組進行接續。

此外，地鐵無線通信系統內的號碼應按照昆明地鐵現網無線用戶號碼統一進行規劃，各無線終端用戶應使用唯一的個人號、通話組號、調度臺號及別名號等等。

2.3.2設置商用通信機房

本系統在各地下車站設置商用通信機房，各運營商的信源設備安裝在商用通信機房內，各運營商的信號經多系統接入平臺（POI）合路后，經天饋系統（采用泄漏同軸電纜、天線和饋纜）的傳輸和輻射，完成對所有地下車站站廳、站臺層、商業層和地下隧道區間無線信號盲區的覆蓋。保證信號覆蓋的各項系統和技術指標符合各通信運營商的需求和國家有關無線電主管部門的要求。為避免多頻段系統之間的頻率干擾、增加系統間的隔離度，采用收、發分纜設計，TD-SCDMA信號通過上行POI實現覆蓋。其結構如圖2.2所示

圖2.2系統構成圖

2.4地鐵TETRA集群網互聯互通發展方向

做好地鐵TETRA多系統的發展，就是要做好EADS等系統和MOTOROLA系統的中心級互聯。首先，推動研發出基于IP技術，可以實現EADS等系統和MOTOROLA系統數據格式的數據轉換的交換中心，使其成為EADS網絡和MOTOROLA網絡的互聯平臺。其次，可以設計出地鐵無線通信系統在二次開發時空中接口的規范。最后，EADS網絡和MOTOROLA網絡的互聯平臺建立后，應保證用戶可地在兩個網絡之間自由無縫漫游;用戶的位置更新在數據交換中心自動進行;用戶和調度員可以跨網絡實現系統設定的所有功能;此外，互聯數據交換中心應具有容災備份功能。

3.結束語

地鐵無線通信多系統在引入時，會有一系列的問題產生，無線系統的干擾問題尤其嚴重，會導致用戶的信息被破壞，然而，TETRA多系統的連接是鐵路無線通信發展的必然要求。地鐵公司應加快推動研究無線通信多系統連接的規范要求， 解決設備接口的一致性、標準化和可擴展等問題， 向集成度更大、一體化程度更高的方向發展，從而促進地鐵無線通信的發展，保證地鐵運輸的順利進行。

參考文獻：

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[2]楊國榮.TETRA系統在地鐵中的應用設計[J].電子設計工程，2011（05）

[3]黃格寧.廣州地鐵TETRA無線集群網互聯互通技術探討考[J].現代城市軌道交通，2012（03）

作者簡介：

王春能（1976.11）男 云南安寧人 通信與信息工程工程師 碩士

長期從事電信網絡的運行維護工作及電信工程項目交付工作，現從事地鐵的通信、信號、供電、綜合監控及相關機電系統的建設工程質量安全管理工作。