地鐵通信的無線系統覆蓋及網絡優化路徑探究

李炳金

（福州市城市地鐵有限責任公司，福建 福州 350001）

近年來隨著城市規模的擴大，城市的軌道交通得到了快速的發展。對于地鐵來說其交通線路構成了錯綜復雜的交通網絡，在這樣的復雜環境中，如何采用合理的無線系統實現網絡的覆蓋，為廣大市民提供信息服務已經成為了地鐵發展中的重要一環。同時無線系統的建設還能夠保證地鐵的運行安全，實現地面和地下的通信聯系。在地鐵無線系統的覆蓋過程中，有多種方案可以選擇，因此網絡的優化和升級也是無線系統建設中的重要內容，有必要加強其研究。

1 地鐵無線通信系統覆蓋分析

1.1 地鐵無線覆蓋的特點分析

地鐵在空間結構上可以分為站臺、站廳以及軌道等三個部分組成；同時地鐵的人流量和網絡高峰具有一致性的特點，而且在忙時和閑時其網絡需求存在著比較大的差異。在地鐵結構中采用了多個網絡運營商的無線系統，導致了網絡系統之間的干擾大，進一步的造成了網絡覆蓋和設計的難度。而且地鐵通道的長度不固定，導致了其覆蓋方案也不盡相同。在地鐵無線系統的覆蓋過程中，如果不同的運營商都建設一套無線系統，那么不僅提高了系統建設的成本，而且增加了網絡維護的難度。所以目前主要采用第三方建設分布式系統，然后各個運營商可以根據自己的需要來租用。地鐵無線系統的覆蓋中，要考慮到其空間結構的特殊性和企業的建設成本。在進行無線系統覆蓋設計時，應當盡可能采用無源系統來提高系統的穩定性，同時也便于后期的維護和管理。同時為了保證車站網絡信號的穩定，應當在各個車站設定獨立的微蜂窩系統，避免采用光纖直放站的方式。在機房的設置時，應當盡量安排上站臺上，并且留下預留的擴容面積。

1.2 地鐵無線覆蓋的方案選擇

在城市的地鐵軌道交通中無線通信網絡得到了廣泛的應用，在系統的選擇上主要有常規無線通信、模擬集群以及數字集群等。其中數字集群能夠很好的進行二次開發，同時數字集群能夠更好的實現地鐵無線通信的需要，在實際的應用中常常采用數字集群來進行組網。在基站的選擇上，應當結合地鐵車站結構和線路的特點，采用多基站小區方案和多基站中區方案。其中多基站小區方案可以在地鐵線路中設置多個覆蓋區，在車站、停車場等都分別設置基站，其中停車場和車輛段應當采用全向天線進行覆蓋。在車站的大廳和站臺地區應用全向小天線和功分器等來進行覆蓋。

多基站中區方案可以在停車場、車輛段分別設置基站來進行網絡覆蓋，在車站可以采用集群基站、光纖直放機等方式來進行覆蓋，在大廳可以采用小天線進行覆蓋。這兩種覆蓋方法都有各自的優缺點，其中小區制方案的網絡系統穩定性比較高，而且其系統的功能性也比較強，其組網比較容易，而且可以進行統一的網絡管理。中區制方案的投資比較低，而且在組網方面比較靈活，能夠滿足一般的性能需要，但是在穩定性、通信質量以及抗干擾方面都比小區制要差一些。同時中區制通信方案會隨著用戶數量的增多而導致網絡堵塞，其抗過載能力比較差，因此小區制方案是其中的首選方案。在進行無線網絡系統基站組網的過程中,為了提高基站通信連接和移動交換控制中心的可靠性，可以利用星型連接的方式，但是在傳輸鏈路上采用環路連接的方式來提高無線通信系統的可靠性。

1.3 地鐵無線覆蓋中的信號中繼

對于線路區間比較長區域，存在著通信網絡信號衰減問題，可能會導致車輛接收到的信號強度難以滿足通信要求，在這種情況下需要設置中繼器來滿足通信的需要。在無線系統中常常應用到兩種通信中繼的方式，一種是光纖直放站式，另外一種是射頻干線放大器中繼方式。其中光纖直放站式可以很好的控制操作中的噪聲問題，同時還能夠實現射頻信號的雙向傳播，其中繼的距離也比射頻干線放大器大；此外干線放大器只能采用一個方向上的傳遞，而且中繼的距離也比較短。

2 地鐵無線通信網絡的優化

地鐵無線系統按照覆蓋方案完成之后，應當對地鐵中無線網絡覆蓋的區域進行信號測試，檢測電平是否滿足使用的需要。通過對檢測的結果進行分析，來進行針對性的網絡優化。對于沒有達到網絡覆蓋性能要求的區域，需要進行網絡優化的方式來提高網絡的強度。

當地鐵中的站臺或者大廳以及通道中的電平強度過大或者過低時，可以通過調整基站的發射功率來進行調整，以達到設計的效果。這種優化方法可以用在不需要進行鏈路調整的結構中，而且其方法簡單易行。當地鐵通道中的網絡信號電平強度過大，而車站大廳內的網絡信號比較弱時，可以采用調整基站耦合器的方法來進行優化。當地鐵通道中一側的電平強度和另外一側的電平強度相差比較大時，可以將使用的四功分器換為二功分器和兩個耦合器的方法，來使通道兩側的網絡信號強度平衡。

隨著運營商網絡建設的不斷完善，在地鐵的無線覆蓋中存在著多種系統共存的情況，因此需要考慮然后減少不同制式無線頻帶中的相互干擾，提高網絡的質量成為了網絡優化中的重要內容。在無線系統的覆蓋中，互調干擾以及雜散的干擾比較大，可以采用提高系統之間的隔離度的方法來解決其中的干擾。

結語

地鐵作為城市交通的重要組成部分，對于緩解地面交通阻塞起到了重要的分流作用。地鐵中的無線系統覆蓋和地面的無線覆蓋存在著比較大的差別，因此在進行無線覆蓋的設計中應當結合地鐵的特點，采取合理的設計方案，提高系統的可靠性；同時也應當采取性價比比較高的覆蓋方案，提高資源的利用率。在網絡覆蓋建設完成之后，還需要進行網絡檢測和優化工作，及時的發現網絡運行中的不足，保證無線網絡的通信質量，為人民群眾提供更好的通信服務。

[1]張怡.地鐵通信的無線系統覆蓋和網絡優化[J].中國新通信，2013（11）：28.

[2]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（02）：30-32.

[3]蘭明.淺析地鐵建設中的民用通信系統[J].科技信息，2010（02）：260-261.