軌道交通通信無線系統的覆蓋及網絡優化

黃鑫 比亞迪通信信號有限公司

1 地鐵通信中無線系統

根據地鐵系統的空間結構特點，通常可以將其劃分成站臺區域、站廳區域和地下隧道幾個部分，根據不同區域的通信特征不同，所需的無線網特征也有所差別。除此之外，在地鐵系統中，由于需要對各個運營商的無線網絡進行鋪設，不可避免的會發生各個通信網絡之間的信號干擾，前期成本高并且不利于后期的網絡維護工作。因此，在實際系統中，地鐵中采用第三方的分布式通信系統進行統一的無線網絡設置，在此基礎上，各個運營商根據自己的需要在第三方系統中進行租用，以此來保證系統的統一管理。地鐵系統中，由于各個通道的位置以及長度等特點不同，在鋪設無線網絡時網絡的覆蓋方式也不同。在研究地鐵無線網絡鋪設覆蓋時，要充分考慮到地鐵系統的結構特點、各個位置的信號強弱以及后期維護情況，這樣才能找出合理的網絡設計方案。

2 地鐵無線覆蓋的特點

地鐵在空間構成上比較復雜；同時地鐵的人流量大，在不同時段對網絡的需求又有著極大的差別。當前，在地鐵通信中引入了不止一個運營商，這就造成了網絡信號之間的互相干擾，進一步加大了網絡覆蓋的難度。而且地下空間大小的不一致，也造成了其覆蓋方案的較大差別。在地鐵無線系統的建設過程中，如果各個運營商都要建設自己的信號系統，那么不僅建設成本過高，而且后期的維護上也會造成困難，且有著繁重的工作量。因此，目前選用的是一套互通的系統，然后不同的運營商如果需要接入業務則可進行租用。地鐵無線網絡的覆蓋中，還要考慮到本身在空間構成上的特殊性。在設計階段，應當盡量選用無源系統來確保系統的運行穩定，而且也方便后續的維護。同時為了確保車站無線信號的穩定，應當設置獨立的微蜂窩系統，并且在機房的設置上，應當盡可能選擇站臺，并留下充足的擴容空間。

3 地鐵通信無限系統常見的覆蓋辦法和范圍

3.1 站臺和站廳。主要是在站臺側面相應隧道當中進行漏泄同軸和電纜的鋪設，以促使站臺區域實現無線覆蓋。在地鐵站當中，有些站臺區域范圍相對較廣，并且在上行或者下行區間的相應列車如果同時進站，屏蔽門的同步活動都會干擾信號，影響穩定性，針對此，可以將天饋系統設置到站臺位置，達到增強信號保持信號穩定性的目的。通過無線覆蓋方式將通信無限系統覆蓋至站廳層當中的公共區域，在對吸頂天線使用的同時增添射頻電纜的覆蓋方式，促使信號全面覆蓋到出入、房屋密集以及換乘等區域當中。

3.2 停車場和車輛段。在這類區域進行覆蓋需要結合實際情況對覆蓋方式進行優化選擇，針對建筑物稀少、空間范圍小或者區域內較為空曠的場景當中，主要可以通過室外天線或者在樓頂進行基站架設的方式進行電纜覆蓋，以此達到停車場還有車輛段相應場強要求。

3.3 行車區間。行車區間包括了地面、隧道區域以及高價空間等區域，針對這類空間區域主要可以通過電纜方式進行信號覆蓋，確保信號可以均勻的分布在相應空間當中。還可以使用漏泄同軸這種方式，該方式由于無駐波場，可以有效實現信號均勻分布且強度夠大等要求。

3.4 控制中心。針對相對較小的控制中心區域，可以在設置室內天線基礎上增加基站建設，以此全面實現更大范圍的覆蓋。針對空間較大的控制中心區域來說，如果相應區域內具有數量較多的高層建筑，可通過全向天線形式進行信號覆蓋。在針對相應情況采取針對性措施實現區域信號覆蓋過程中，不管使用哪種方案，都要立足在相應區域的結構特點上進行，并最大程度的實現全覆蓋，避免出現信號盲區。

4 地鐵通信無線系統的現狀

我國地鐵通信系統現狀不容樂觀，其中最大的問題是地鐵通信系統缺乏科學統一的規劃。現階段，地鐵通信無線系統主要分為專用無線通信系統和公共無線通信系統兩種。我國地鐵通信無線系統中的專用無線通信系統水平不夠先進，不能滿足地鐵無線通信的需要。在地鐵通信無線調度系統中，目前只有TETRA數字集群系統受到了業界認可，形成了統一的應用標準。其他無線寬帶技術在地鐵無線系統中還未形成統一標準。TETRA數字集群系統雖然能夠滿足地鐵通行的需求，但是屬于第二代移動通信技術，受有限寬帶的影響，無法傳輸大量的數據。此外，現階段應用的WiMAX等寬帶接入技術存在延遲問題，導致語音通信缺乏穩定性和可靠性。綜上所述，現有的寬帶接入技術很難形成一個穩定的地鐵通信無線系統。

5 地鐵通信中的網絡優化技術

在地鐵無線網絡系統中，除了對網絡進行合理的鋪設外，還需要對網絡不斷進行優化，國家針對網絡優化中的指標也做出了一些相關規定來完善網絡優化問題。為了使網絡信號保持穩定，通常需要保證實際信號電平和標準電平要求一致，因此要對無線覆蓋區域的信號進行不斷地監測，并且，在網絡測試時要統一應用相關程序來進行信號的測試，發現不合要求的網絡或者當所處區域網絡發生異常時，要統一匯報并做出及時的檢修，并且在對發生故障的網絡進行檢修之后還要做好檢修記錄方便之后進行網絡的復檢。同時在檢測正常的網絡后也要進行相關記錄，方便以后對該網絡的復查工作。通常需要通過在地鐵通信中根據不同的信號狀況可以應用不同的網絡優化算法，其中主要包括三大類：第一類為對基站的信號發射功率進行優化，當檢測到當前信號電平發生了大幅度改變的時候，需要對發射功率進行調整，這時通常需要通過網管來實現。第二類為改變基站內耦合器的參數，通常要調整耦合器的耦合方向來進行相應的無線網絡信號優化，這類網絡優化方法在列車隧道信號較強但相反站廳中信號電平較弱的時候采用。最后一類為對技術參數的優化調整。當地鐵站已經被無線網絡所覆蓋的時候，由于基站的存在會對移動臺信號造成影響，為了改變移動臺的信號參數則需要進行技術參數的調整。基站對上行信號的電場強度以及下行信號的信號質量進行監測，并根據檢測結果與功率預算結果相結合來對移動臺進行發射功率的控制。一般來說，上行信號的強度相對較弱，因此應將其設置為MS_TXPW R_MAX_CELL即：最大終端允許的發射功率。出現上行信號和下行信號存在不平衡的問題時，當接收信號的信號角度較低時不能接入系統，此時可以將RXLEV_ACCESS_M IN即最小接入電平設置在-102左右。當對相鄰小區進行網絡覆蓋后，當小區間出現網絡縫隙時，可以通過設置SLOW_RESELECT_HYSTERESIS遲滯參數來改善。在進行地鐵無線網絡優化時，需要在檢測到網絡信號過強或者網絡信號過弱的地方需要進行優化，可以對網管側的位置進行調整或者根據實際情況選擇優化方式，來保證各處網絡的穩定和信號的質量。

結束語：為緩解城市交通擁堵問題，地鐵成為城市交通的重要選擇，其對于緩解交通壓力具有重要的作用。但是，在地鐵的發展過程中，不能忽視地鐵無線通信系統的建設。在進行無線覆蓋的設計中，應結合地鐵在空間方面的構成特點，選擇最為科學的設計方案，全力保障系統的穩定性；同時也應盡可能的降低建設成本，提高各類資源的利用率。而且在網絡覆蓋完成之后，還要通過網絡測試，及時發現潛在的問題，進行適當的調整，以確保通信質量不受影響。