趙 娟

（西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，西安,710014）

0 概述

移動電話引入系統(tǒng)是將移動電信運營商的地面信號引入9號線地下空間，滿足乘客在地下空間內(nèi)享受與地面同等的移動通信需求。除滿足目前各移動電話運營商的各種移動電話制式的需求外，還應(yīng)考慮將來新增移動電話運營商和移動電話制式的需要。

1 系統(tǒng)功能

結(jié)合深圳地鐵9號線的特點該系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能：提供對各運營商基站設(shè)備的固定連接接口和對移動臺的空中鏈路接口。滿足各通信運營商系統(tǒng)業(yè)務(wù)的接入需求。支持GSM、DCS、CDMA、3G數(shù)字移動電視等移動通信業(yè)務(wù)。提供沿地鐵線路的地下鏈狀基站小區(qū)間的可靠切換條件，及地鐵各站與站外基站小區(qū)之間的切換條件。不僅提供在地下線路和站臺、站廳等公共區(qū)域射頻信號的有效覆蓋，還需對車輛段停車庫、停車場地下區(qū)域進行覆蓋。

2 系統(tǒng)方案

2.1 多網(wǎng)合一接入覆蓋方案

各移動通信運營商的基站設(shè)備由各運營商投資建設(shè)，放置于車站公眾通信設(shè)備室中，各移動通信基站的基帶信號通過通信系統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)所提供的傳輸通道傳輸至沿線地鐵各車站。通常各無線通信運營商的無線覆蓋網(wǎng)都是獨立建設(shè)的，并通過各自單網(wǎng)覆蓋系統(tǒng)與其用戶設(shè)備聯(lián)系起來。由于運營商之間難以協(xié)調(diào)，往往出現(xiàn)一個區(qū)域有多運營商的多頻段、多制式通信系統(tǒng)進行重疊覆蓋的現(xiàn)象。然而在地鐵車站及其隧道區(qū)間等需要覆蓋的區(qū)域內(nèi)，由于人員密集、流動性大、話務(wù)量大，有多種移動通信需求，但設(shè)備安裝空間有限，而且在移動通信設(shè)備運行和維護檢修方面，不能影響軌道交通的運行安全。在這種情況下，不可能允許每家運營商自建一套無線接入覆蓋系統(tǒng)。綜上所述，并結(jié)合深圳地鐵現(xiàn)有工程設(shè)計，9號線設(shè)計推薦采用無線多網(wǎng)接入（POI）解決各運營商移動通信業(yè)務(wù)的綜合接入覆蓋方案，多網(wǎng)接入綜合覆蓋與各無線通信運營商各自建覆蓋系統(tǒng)方案相比，解決設(shè)備數(shù)量與設(shè)備安裝空間的矛盾；避免了各無線接入覆蓋網(wǎng)間的相互干擾；整個系統(tǒng)的集中統(tǒng)一監(jiān)控和高效管理；無線多網(wǎng)接入覆蓋系統(tǒng)的擴展與提高；降低整個系統(tǒng)的建設(shè)成本和維護成本具有以上明顯的優(yōu)越性。

2.2 無線覆蓋方案

（1）車站無線覆蓋方式

在地下車站的站廳層、人行通道、商業(yè)街及設(shè)備區(qū)等處的信號分布可采用漏泄電纜和天線陣列兩種方式。采用漏泄同軸電纜方式時，在保證通信的傳輸質(zhì)量和信號覆蓋的穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，可較為容易控制信號的分布，以避免與地面信號產(chǎn)生干擾，但存在造價較高，施工難度大的缺點。采用多天線覆蓋只要設(shè)計合理也能達同樣的效果，并且在站廳等處采用金屬天花板裝修時，安裝效果要美觀得多。通過對天線的合理布置，也可以有效地控制信號覆蓋區(qū)域。所以，建議采用天線陣列完成地下車站的站廳層、人行通道、商業(yè)街等處覆蓋。在地下車站的站臺層，由于在隧道壁架掛漏纜，可以直接利用漏纜完成站臺層的覆蓋，在由于屏蔽門及列車進站對無線信號覆蓋的影響，對于覆蓋效果較弱的區(qū)域，可增加一定的天線予以解決。在天線的設(shè)置上，地下車站站廳、人行通道等處，信號傳播損耗非常接近自由空間，根據(jù)各引入系統(tǒng)射頻信號輸出及場強覆蓋的要求，結(jié)合系統(tǒng)構(gòu)成及接收機的靈敏度，考慮電波傳播在建筑結(jié)構(gòu)上的衰減及系統(tǒng)余量，并根據(jù)以前在地下站內(nèi)實際測試結(jié)果，在3G對應(yīng)的2GHz頻段，空間傳輸距離大約在20m左右。結(jié)合地鐵站廳的面積，天線按上行和下行分設(shè)若干副全向天線，可以滿足系統(tǒng)的覆蓋要求。同時上行和下行天線之間應(yīng)相隔一定的間隔（1m 以上），以保證上、下行回路之間的隔離度。

（2）區(qū)間隧道無線覆蓋方式

在區(qū)間隧道無線覆蓋方式可采用天線和漏泄電纜兩種方式。由于隧道是呈線狀和射頻信號在隧道內(nèi)的衰減非常迅速，采用天線方式需要每隔一定距離就要設(shè)一組天線，在有彎道的地方天線布置會更密。采用天線的好處就是造價低，但場強覆蓋不均勻，難以達到移動運營商對信號分布的質(zhì)量要求。采用漏泄同軸電纜方式時，可保證通信的傳輸質(zhì)量和信號覆蓋的穩(wěn)定性，容易控制信號的分布，避免與地面信號產(chǎn)生干擾，為保證移動通信的質(zhì)量和連續(xù)性，隧道內(nèi)的漏泄同軸電纜必須連續(xù)貫通，造價較高。為了滿足移動運營商對信號分布的質(zhì)量要求，推薦采用漏泄同軸電纜方式。漏泄同軸電纜射頻信號輻射方式可采用兩種方式：一是上下行信號同纜傳輸輻射；二是上下行信號分纜傳輸輻射。同纜方式與分纜方式比較，可節(jié)省二分之一的漏泄電纜工程，但存在嚴重的干擾問題。中國移動和聯(lián)通兩個GSM 系統(tǒng)的工作頻段的上行頻點高端與下行頻點低端的間隔已經(jīng)很小，再加上引入3G 移動通信系統(tǒng)，當采用同纜方式時，上下行之間的干擾難以徹底隔離，并且在功率較大的情況下各系統(tǒng)還會產(chǎn)生嚴重的互調(diào)干擾。根據(jù)國內(nèi)外地鐵的使用情況的實踐經(jīng)驗，只有采用分纜方式才能克服同纜方式中存在的嚴重干擾。因此，推薦采用上、下行漏泄同軸電纜分纜方式實現(xiàn)區(qū)間隧道無線信號覆蓋。

2.3 隧道區(qū)間中繼方案

（1）非3G 系統(tǒng)隧道中繼方式的分析

非3G 系統(tǒng)隧道區(qū)間中繼方式可采用射頻干線放大器和光纖直放站兩種方案。

① 覆蓋距離

光纖直放站采用光纖延伸直放站與基站之間距離，并采用中點雙向放大方式，延伸無線信號覆蓋距離，使得無線信號延伸距離遠長于射頻干線放大器，相較射頻干線放大器，可大量減少設(shè)備的使用數(shù)量。

② 系統(tǒng)引入噪聲

采用干線放大器，特別是級聯(lián)時，由于噪聲系數(shù)的疊加，上行噪聲較大，嚴重時可能導(dǎo)致基站阻塞，而采用光纖直放站，由于覆蓋距離較遠，較少存在級聯(lián)，上行噪聲較小，系統(tǒng)性能較好。

③ 可靠性及靈活性

目前運營商在各個覆蓋區(qū)域信號補盲大量使用光纖直放站，使用效率高，使用的環(huán)境靈活，技術(shù)成熟。干線放大器的主要用于特定條件下，適用范圍小，故障監(jiān)測手段不太成熟，可靠性及靈活性不及光纖直放站。

④ 網(wǎng)管監(jiān)測

干線放大器網(wǎng)管檢測需要在區(qū)間敷設(shè)專門的線纜，網(wǎng)管檢測信號在線纜中長距離傳輸易受到區(qū)間電磁干擾，產(chǎn)生誤報。光纖直放站的網(wǎng)管檢測信號直接采用光纖帶內(nèi)直接傳輸，不受環(huán)境電磁干擾，可靠性高。

⑤ 投資比較

由于射頻干線放大器自身的特點，其延伸的距離相對較小，覆蓋同樣長度的隧道區(qū)間，采用射頻干線放大器的數(shù)量約是采用光纖直放站數(shù)量的2倍，而目前射頻干線放大器和光纖直放站的價格比約為1：1.6。所以，采用光纖直放站造價相對較低廉。

⑥ 工程實施的難易程度、可擴展性

采用光纖直放站在工程實施的難易程度、可擴展性等方面都要比射頻放大器靈活，方便。

綜上所述，對于非3G系統(tǒng)，推薦采用光纖直放站方案。

（2）3G移動通信隧道中繼方式的分析

目前，3G組網(wǎng)規(guī)劃中，區(qū)間中繼放大有采用光纖直放站和BBU+RRU（光纖射頻拉遠）兩種方案。

① 光纖直放站方案

光纖直放站放大需要在機房設(shè)置直放站近端機，將基站射頻信號耦合經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換成光信號，在區(qū)間設(shè)置直放站遠端機，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換將光信號轉(zhuǎn)換成電信號并經(jīng)信號放大延伸對區(qū)間的覆蓋。

② BBU+RRU（光纖射頻拉遠）方案

光纖射頻拉遠是將基站的基帶部分與射頻部分相分離，基帶部分BBU可以集中放置在中心機房，射頻部分RRU 可以被拉遠至隧道。RRU與天線之間通過短的跳線相連，基帶部分與射頻部分通過專用光纖連接，射頻單元通過光纖把基站拉遠，從而可以實現(xiàn)分布式的覆蓋。其中，與RRU通過光纖連接的是單獨的基帶單元設(shè)備?？紤]到多個系統(tǒng)接入，本次工程可以考慮使用基站池，各種制式信號通過射頻合路后變?yōu)楣庑盘枺偻ㄟ^光纖傳輸?shù)礁鱾€區(qū)間，遠端配置相應(yīng)的RRU。

③ 方案比選

光纖直放站方案：在擴容時不需增加設(shè)備；射頻資源可根據(jù)話務(wù)需求隨時靈活調(diào)配，提高利用率；不需要改動傳輸，擴容投資較少。與運營商提供基站之間無特殊接口協(xié)議要求，但引入直放站會增加系統(tǒng)噪聲。BBU+RRU 方案：信源穩(wěn)定，能夠?qū)崿F(xiàn)空間隔離，降低系統(tǒng)干擾；系統(tǒng)能提供較大容量，但擴容時每增加一個載頻，則需要增加一個RRU，當機柜滿配時，載頻板全部利用，無法增加RRU，必須預(yù)留傳輸或傳輸復(fù)用。且BBU與RRU之間存在特殊接口協(xié)議，與運營商存在界面劃分?？紤]到工程的可實施性、后期的可維護性及界面劃分的清晰性，本工程3G系統(tǒng)隧道中繼方式暫推薦采用光纖直放站方案，BBU+RRU方案作為備選方案，待下階段與運營商協(xié)商后最終確定。

3 結(jié)束語

通過現(xiàn)場勘測與實際比對，得到深圳地鐵9號線在網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案、隧道中繼方案的設(shè)計。這是整個接入設(shè)計的關(guān)鍵部分，后續(xù)還將在信道、信號配置等方面補充完整設(shè)計。

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