劉知青 周琨 王召明 呂巍

【摘要】? ? 本文在分析的過程中，首先闡述了地鐵通信中的一些技術難點，對于現(xiàn)階段地鐵網絡通信中的實際問題進行探索。同時分析具體的組網策略，對目前地鐵網絡通信當中的技術難關針對性的提出一些解決措施。希望能夠進一步的保證地鐵網絡通信的流暢，滿足人們的實際需求。

【關鍵詞】? ? 地鐵通信? ? 無線覆蓋? ? 優(yōu)化策略

引言：

為進一步的保障人們的正常通信，保證地鐵內部的相關工作順利推進，還需要對地鐵的網絡通信技術進行深入分析。由于地鐵在地下幾十米深處，想要進行常規(guī)的網絡通信還是比較困難的。因此在地下需要進行網絡建設，保證內部的網絡暢通。無論是地鐵工作人員還是正常的地鐵乘客，通話及上網都能夠得到一定的保障。

目前來看，由于地鐵內部較為復雜，網絡的穿透能力比較差，且在地鐵正常運行的過程中，人流密度比較大，導致網絡通信不夠順暢。在未來發(fā)展過程中，還需要進一步的優(yōu)化組網策略，進一步的降低干擾，保證網絡技術的正常應用，為地鐵內部的通信帶來一定的幫助。

一、地鐵通信系統(tǒng)中的無線覆蓋問題分析

1.1地鐵通信系統(tǒng)中的無線覆蓋的必要性

為了更好的進行技術上的創(chuàng)新，滿足人們的通信需求，還需要對現(xiàn)階段地鐵網絡通信的實際需求，以及地鐵網絡通信的必要性進行相應的分析。明確現(xiàn)階段的技術難點以及面臨的實際問題，針對性的提出改進措施，保障地鐵的正常網絡通信。地鐵內部的通信系統(tǒng)和室外通信系統(tǒng)有著一定的區(qū)別，在人們正常生活當中，可以通過建設基站等等方式實現(xiàn)相應的通信網絡組網。在正常的戶外，對于基站的要求比較低，即使在人口密度比較大的情況下，基本上是可以滿足人們的通信需求的。但是地鐵由于環(huán)境比較特殊，一般來說是在地下30米左右建設地鐵的。在如此深度的情況下，傳統(tǒng)的基站建設方式很難滿足人們的實際需求。人們無法通過連接外部信號的方式來實現(xiàn)正常的上網通話功能。那么就需要對地鐵內部進行相應的通信網絡建設，以此來滿足人們的實際上網需求。由于在地鐵內部人流量比較大，尤其是在早晚高峰的情況下，地鐵內部的人比較多，人們對于上網需求和通信的需求也是比較大的。在面臨著如此高負載，大流量的情況下，如何保證通信網絡的順暢，如何避免給人們的正常上網造成障礙，這些都是現(xiàn)階段通信技術應用過程中必須要考慮到的實際問題。由此可以看出，地鐵環(huán)境比較復雜，才使得現(xiàn)階段的通信技術面臨著一系列的問題。不僅如此，由于地鐵本身存在一定的特殊需要，在地鐵正常運行的過程中，需要避免通信網絡對地鐵本身造成干擾，避免出現(xiàn)交通事故等等，這些是要考慮到的實際問題。當然對于地鐵內部的工作人員而言，實現(xiàn)遠程通信，保證其正常工作也是通信技術必須考慮到的一些技術問題。目前來看，在地鐵內部的網絡通信基本上可以滿足人們的正常通行需求，但是在面臨人流量較大，氣候較為惡劣，情況較為特殊的場景，通信技術還是存在著一些不足之處，導致人們的正常上網受到了一定的限制。不僅如此，由于通信技術頻率的影響，容易對地鐵本身造成一定的干擾，影響了正常的交通工作，以上問題還需要進行進一步的考慮。

1.2地鐵通信系統(tǒng)中的無線覆蓋的難點

既然說通信網絡以及通信系統(tǒng)的技術革新，對于地鐵就有著很重要的現(xiàn)實意義。那么還需要對技術上的一些難點以及現(xiàn)階段的一些主要矛盾進行重點分析，針對性的提出解決措施，以此來保證地鐵內部的正常網絡通信。經過實際分析可以發(fā)現(xiàn)，在人流量較大的情況下，很難滿足人們的實際上網需求。會出現(xiàn)上網延遲較大，無法正常通話等等問題，這也體現(xiàn)出了現(xiàn)階段技術上的難題。如何滿足大流量的通信需求，在人口密度較大的情況下如何保證人們的上網通暢，還需要進一步的提出解決措施?？梢钥紤]基站的建設，也可以考慮到組網優(yōu)化等等技術手段。不僅如此，在實際應用的過程中，需要通過光纜等等方式進行有線網絡傳輸，在建設的過程中需要配合相應的地鐵建設工程。目前來看，如何避免光纜被破壞，如何保證光纜的正常應用，屬于技術上一些問題。因為在長期應用的過程中，很有可能降低光纜的使用壽命。而且在出現(xiàn)問題的時候，存在著檢修困難，維護困難等問題，會造成地鐵內部大面積的網絡不通暢等等現(xiàn)象。在內部組網的過程中，由于通訊信號本身的頻率和功率會影響到地鐵的正常運行，如果不進行更多的優(yōu)化，必然會導致地鐵在正常運轉受到嚴重的影響，造成一系列的交通事故，這也是目前地鐵建設和通信網絡系統(tǒng)建設過程中的沖突。未來發(fā)展過程中，還需要對通信網絡的頻率，地鐵的正常運行進行更多的處理。尤其是在降低干擾方面，進行更多技術上的創(chuàng)新，更好的滿足地鐵內部通信的實際需求。

二、地鐵通信系統(tǒng)中的無線覆蓋優(yōu)化策略

2.1增強基站發(fā)射功率

為保障地鐵內部的通信網絡建設，滿足人們的實際上網需求和工作需求。在解決問題的過程中，可以考慮增大基站的發(fā)射功率。在正常的地面以及戶外通信網絡組件以及基站建設的過程中，基站的發(fā)射功率要求并不高。因為室外的環(huán)境較好，基本上可以滿足人們的實際需求。即使在人流量較大的情況下，也可以很好的保證人們的正常通話和正常上網。但是由于地鐵內部比較特殊，干擾因素比較多，且在地下幾十米的情況下想進行更好的基站建設以及網絡組建工作還是比較困難的。相應的增大基站的發(fā)射功率，能夠進一步的保證人們的正常上網。當然基站的發(fā)射功率增大，也并不是盲目的。一方面是受基站本身的限制，因為功率本身是存在著一定的最大值的。在功率有限的情況下，盲目的增大基站的發(fā)射功率，會導致更多的損耗問題，同時也很難達到實際的效果，體現(xiàn)出了現(xiàn)階段技術上的難點。在未來發(fā)展的過程中，考慮到的是采用大功率的供電模式，保障基站發(fā)射功率能夠進一步的提升。當然需要經過實際測試，避免大功率所造成的安全隱患，影響了地鐵內部的通信網絡建設。與此同時，在基站發(fā)射功率提高的過程中，還受相關法律法規(guī)的限制。因為在發(fā)射功率較大的情況下，容易造成通信網絡的輻射增大，給人們的身體健康造成嚴重的影響，這也是現(xiàn)階段通訊網絡建設過程中必須要考慮到的實際問題。與此同時，發(fā)射功率還有可能給地鐵網絡的正常運行造成一定的破壞，產生不可預計的后果。由此可知，在未來的通信網絡建設的過程中，增大基站的發(fā)射功率是解決目前網絡通信不佳問題的的重要手段，但與此同時還會產生一些后果。如給人們的身體健康造成影響，產生較大的功耗，影響地鐵的正常運轉。需要進行實際測試，進行科學的分析，才能夠全面部署通信網絡。

2.2采用無源設備

在現(xiàn)階段的通信網絡建設過程中，相關通信設備分為無源設備和有源設備兩種。對有源設備和無源設備的一些基本概念進行分析，能夠幫助我們更好的應用相關設備，也能夠在地鐵內部進行更好的通信網絡建設。首先，有源設備主要指的是在有電源供應的情況下正常工作的一些設備，依賴電源作為基本工作條件來完成自身正常工作的設備均為有源器件，它主要是前端設備、傳輸網絡中的放大器、過流分支分配器、饋電放大器和光發(fā)射機、接收機等。而無線設備主要指的是在沒有電源的情況下進行工作的一些設備，這個設備的應用也是比較廣泛的給通信網絡的正常運轉帶來了一定的幫助。無源器件主要包括電阻，電容，電感，轉換器，漸變器，匹配網絡，諧振器，濾波器，混頻器和開關等。無源元件主要是電阻類、電感類和電容類器件，它們的共同特點是在電路中無需加電源即可在有信號時工作。在上文分析中可知，增大基站的發(fā)射功率，會帶來一系列的功耗問題。而通過無源網絡的使用，則能夠有效的避免功耗所帶來的一系列的影響。通過模塊化的建設方式，使得電阻，電容，電感，轉換器，漸變器等組成大規(guī)模的網絡，能夠進一步的解決實際問題。當然就目前來看，無源網絡設備正常使用過程中還面臨著技術上一些難題，如何進行模塊化的設計，如何保證無源網絡的正常運行，這些還需要進行技術上的創(chuàng)新。與此同時，由于通信技術本身的性能存在著一定的瓶頸，在目前應用的過程中，還很難滿足地鐵內部的復雜情況。尤其是在人流量較大的情況下，如早高峰和晚高峰，無法確保人們的正常上網和正常的通信。對于地鐵工作人員的正常通信而言，也是有著一定的限制的。雖然說無源網絡具有較好的發(fā)展前景，本身的性能也較為優(yōu)越。但目前來看還需要進行材料上的創(chuàng)新，以及網絡設計上的創(chuàng)新，對內部的電路結構改造才能夠有效的解決實際問題。

2.3優(yōu)化組網策略

5G技術的快速發(fā)展給我們的生活帶來了很大的改變，一方面依賴于5G的高傳輸速率和低延遲的特性，保證了人們的正常上網和正常通信，同時對于其他行業(yè)而言也注入了新的活力。那么在地鐵通信系統(tǒng)進行建設的過程中，進行5G網絡的鋪設已經成為了未來的主流發(fā)展趨勢，能夠進一步的解決人們的上網需求。在地鐵內部進行工作的過程中，也可以為工作人員帶來極大的幫助。對5G網絡的組網策略進行充分分析，能夠有效的攻克技術上一些難關，進一步的在地鐵內部進行通信網絡的搭建。從技術角度進行分析，目前的5G網絡組網策略分為Option1、Option2、Option3、Option4、Option5、Option7，根據(jù)3Gpp的定義也可以看出，組網策略也是在傳統(tǒng)的基礎上建設無線接入網，所使用的接入制式包括LTE和NR （new radio），即5G無線接入網可以選擇4G的LTE作為無線接入或者選擇NR提供無線接入，核心網的組網選擇包括EPC和5GC，即5G核心網可以選擇EPC作為5G核心網或者選擇5GC作為5G核心網。具體的組網策略中，一是網絡初始狀態(tài)option1，通過升級4G網絡，然后第一步在無線側引入NR基站，變?yōu)閛ption3;第二步，在核心網引入5GC，在option3的基礎上疊加option2;第三部，將LTE和5GC相連，逐步進行業(yè)務轉移，支持演進方案5和7，LTE的業(yè)務逐漸搬遷到5GC。二是無線接入網和核心網升級，支持部分5G應用，無線引入NR，支持option3;第二步，核心網過渡到5GC，從option3變?yōu)閛ption7，然后無線側再進行大規(guī)模覆蓋，以NR為主。最后，升級LTE，將LTE和5GC相連，組網方案變?yōu)閛ption4，無線側NR+LTE，核心網5GC.就目前來看，為了滿足實際需求，我國三大運營商選擇不同組網策略。尤其是在地鐵內部通信網絡建設的過程中，合理的進行組網策略的優(yōu)化，能夠進一步的解決實際問題，保證正常的通信。在未來發(fā)展的過程中，調整相應的組網策略，一方面要滿足通信協(xié)議的需求，另外一方面應當能夠進一步的應對地鐵內部的復雜場景。在人流量密度較大的情況下，在地鐵正常運轉的情況下，保證通信網絡的正常建設。

四、結束語

總而言之，在現(xiàn)階段地鐵網絡通訊過程中，由于覆蓋強度不足，相應的負載較大，產生了一系列的問題，導致人們的正常網絡通信受到了嚴重的干擾。為了進一步的提升地鐵網絡通信的總體水平，既要加強基站的建設，保證其發(fā)射功率較強，能夠滿足人們的實際上網需求，也能夠滿足地鐵工作人員的工作需求。當然還需要進一步的優(yōu)化組網策略，保證地鐵內部的網絡通信科學合理，在未來發(fā)展過程中實現(xiàn)更好的通信技術。

參? 考? 文? 獻

[1]地鐵5G無線網覆蓋方案探討[J].楊勇.數(shù)字通信世界.2020（10）

[2]地鐵無線網絡室內覆蓋工程[J].彭培培.電信技術.2018（06）