論地鐵無線通信系統方案設計

郜中飛

摘 要：無線通信系統在輕軌和地鐵中的核心應用價值目前已經得到證實，但是就地鐵的可持續發展和成本節約要求而言，究竟選擇何種無線通信系統、依靠何種技術等方面在當前的地鐵無線通信系統方案的設計中，仍是一個需要進一步探索的問題。基于成本最小化使用價值最大化的要求，本文對當前地鐵無線通信系統的公用頻道方案和專用頻道方案設計進行比對，并按照地鐵當前發展的實際需要，就方案設計的有效性問題提出新的建議。

關鍵詞：地鐵無線通信系統；應用技術；系統方案選擇

1 地鐵無線通信系統方案存在的必要性

地鐵專用的無線通信系統隨著我國各個行業國際化速度的不斷提升，而逐漸進入了一個以國際化標準為改革趨向的新的發展區間。目前除北、上、廣、深經濟相對發達的城市以外，大連、青島、南京、重慶等城市的地鐵無線通信系統同時也在構建的過程中。按照地鐵無線通信系統在高速運轉的地鐵和列車下各種運營管理機構之間所存在的唯一的通信連接紐帶作用來看，地鐵無線通信系統的設計需要保障對調度管理功能、語音通信功能、數據通信功能等的覆蓋，以保障系統通信質量和安全性的提升。因此地鐵無線通信系統方案的設計在當前地鐵無線通信系統的規劃中就更為重要。

2 地鐵無線通信系統方案的設計選擇及比對

2.1 應用技術的選擇和比對

當前在地鐵無線通信系統的構建過程中，較為普遍的通信應用技術主要有TETRA、MPT1327（模擬集群）、GSM-R數字集群三種通信方式。其中GSM-R立足以公網的GSM技術，并綜合調度通信功能以保障地鐵無線通信數字集群通信系統的應用，此種應用模式在深圳地鐵二號線的設計初期階段被嘗試應用過，但是因為GSM-R在車流密度較大的城市中運用的頻次較低，因此為了保險起見，GSM-R的應用模式和無人駕駛技術的設計被排除，但是此類創新設計的嘗試，為我國地鐵無線通信系統的應用性技術的創新奠定了良好的基礎。TETRA數字集群的應用嘗試主要是當前我國地鐵無線通信系統設計方為調度通信而專門制定的通信體制，因此需要覆蓋調度通信所需要的各類功能，當然在實際應用過程中，在數字通信系統運用的頻率高并已經成為未來發展趨勢的前提下，北京、上海、南京、廣州等城市的正式應用或者正在籌建中的地鐵中TETRA數字集群得以有效的運用在地鐵無線通信系統中，這對當前我國地鐵對已經獲得的各類頻率資源的良好運用，以及TETRA在全國各大城市地鐵無線通信系統中未來的統一性應用均有較為良好的推進作用。相對而言，MPT1327作為模擬集群卻始終無法與數字系統頻率利用率相媲美，但是可以在油田、公安及水利系統中被良好的加以應用。

2.2 地鐵無線通信系統方案選擇的比對

地鐵無線通信系統方案種類比較多，目前按照工作信道為標準來區分主要為公用頻道方案和專用頻道方案兩種。其中公用頻道方案還可以分為數字集群和模擬集群兩種方案模式。專用頻道方案要求每種頻道都必須有唯一的用途，即便空置下來也不能做其他用途，因此分為中繼器方式和車站臺方式。公用頻道方案的數字集群要求下所產生的方案，需要設置出多種通話頻道以及一個控制頻道，由于集群方案中需要使用頻道共享和動態分配頻道技術來保障所有頻道均被使用的概率低于專用頻道繁忙時所使用的概率，那么頻道在高于三個以上時，此中集群頻道的方案優勢就會被體現出來，比如其可靠性、擴容、保密性以及對無線電頻率的占用、頻道切換和轉換均會高于其他方案。模擬集群的方案主要使用300-300HZ模擬信號來進行傳輸，模擬話音信號在對載頻調制時只能保留一個頻率，此種方式在我國只能使用MPT1327的集群標準。相對而言數字集群方案的使用則主要使用低碼率話音編碼的方式，同一個載頻可以擁有多種頻次，此種集群方式主要以TETRA的集群標準為準，以便來解決業務單一、功能弱、頻率效率低下、不便于加密等模擬集群無法滿足的技術要求。

3 地鐵無線通信系統方案設計的改良措施

結合地鐵無線通信系統方案所需要的技術以及使用的方案比對，目前我國地鐵無線通信系統，可以選擇一個比較適合當前和未來地鐵無線通信發展需要的方案判定依據。比如以地鐵無線通信系統在可能出現擴容的前提下所出現的頻道數為依據，當頻道數不高于3小時時使用專用的頻道方案，反之則使用集群方案。但是由于方案選擇和相應的匹配技術較為復雜，目標我國采用的集群方案的配備零件和關鍵設備又源自對國外的引進，因此，很容易出現重復引進、方案重復性幾率比較大的問題，對于此為實現成本最小化利率最大化的要求，建議未來可以在學習外國地鐵無線通信系統設計方案的技術的基礎上，進行地鐵無線通信系統的全部國產化應用。

此外，結合上文中地鐵無線通信系統方案設計技術的比對結果來看，TETRA對頻率資源的利用率比較高，其話務分布也較為均勻，因此對比群組通信需求來看，可以以其系統可靠、干擾比較少的特性在未來地鐵無線通信系統方案設計中可以大范圍的進行應用推廣。

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