王一橋

(大連地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司，遼寧 大連 116000)

0 引言

無線系統(tǒng)是地鐵重要的系統(tǒng)之一，可保障司機(jī)與行車調(diào)度的日常通話，同時(shí)確保維修人員手持臺(tái)的使用性。對(duì)于地鐵而言，它的安全性要求非常的高，因此，地鐵無線系統(tǒng)采用的是800 M的專用無線頻段，不論是車載臺(tái)、固定團(tuán)、手持臺(tái)還是行車調(diào)度臺(tái)都是采用專用的頻點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)，確保地鐵無線系統(tǒng)的有效性。文章詳細(xì)探討了地鐵通信專用無線系統(tǒng)的覆蓋及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，為后續(xù)全面提升地鐵通信專用無線系統(tǒng)性能提供幫助[1]。

1 地鐵無線信號(hào)簡(jiǎn)述

地鐵中充斥著不同的信號(hào)，每一個(gè)信號(hào)都會(huì)發(fā)揮不同的作用。一般地鐵中會(huì)存在5～10個(gè)信號(hào)，大致分為民用通信信號(hào)，即移動(dòng)、聯(lián)通和電信；警用通信信號(hào)，即350 M無線信號(hào)；專用通信信號(hào)，即800 M無線信號(hào)；無線WiFi信號(hào)，2.4 G以及其他的一些特殊頻段。這些信號(hào)都是由各大運(yùn)營(yíng)商建立并維護(hù)，在地鐵覆蓋的時(shí)候，會(huì)充分考慮地鐵的實(shí)際情況和鋪設(shè)的成本，避免同頻干擾，也讓每一個(gè)用戶可以在地鐵中享受較強(qiáng)的信號(hào)。因此，當(dāng)下的很多地鐵無線信號(hào)都是采用蜂窩式，而且要在機(jī)房?jī)?nèi)預(yù)留好擴(kuò)容接口，方便日后提升容量[2]。

地鐵覆蓋網(wǎng)絡(luò)涉及無線、電源以及通信傳輸系統(tǒng)3個(gè)部分。無線系統(tǒng)避免多系統(tǒng)之間的干擾，一般采用無線主設(shè)備利用POI或者多頻分合路器進(jìn)行上下行合路，通過室內(nèi)分布系統(tǒng)以及天饋設(shè)備對(duì)地鐵的站廳和站臺(tái)進(jìn)行覆蓋，同時(shí)采用漏纜的方式對(duì)區(qū)間隧道進(jìn)行覆蓋，從而確保地鐵無線系統(tǒng)的使用。電源方面基本上采用兩個(gè)方式進(jìn)行覆蓋，即組合開關(guān)電源對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)的無線、傳輸設(shè)備進(jìn)行供電，或者采用遠(yuǎn)端直供方式對(duì)無線的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行供電，例如隧道或者弱電井都是采用遠(yuǎn)端直供的方式確保電源穩(wěn)定性。傳輸則是采用48芯光纜進(jìn)行鋪設(shè)，通過BBU和RRU對(duì)隧道以及弱電井進(jìn)行全面的信號(hào)優(yōu)化和覆蓋，確保地鐵通信之間的數(shù)據(jù)交互，真正完成地鐵無線信號(hào)的覆蓋內(nèi)容[3]。

2 地鐵無線信號(hào)覆蓋情況

2.1 覆蓋內(nèi)容

地鐵無線信號(hào)的覆蓋主要包括3種內(nèi)容，即民用通信、專用通信和警用通信。民用通信就是三大運(yùn)營(yíng)商，即移動(dòng)、聯(lián)通和電信。專用通信則是800 M無線系統(tǒng)或者當(dāng)下比較流行的1.8 GLTE無線系統(tǒng)。警用通信則是采用350 M無線系統(tǒng)。3個(gè)不同的頻段，不會(huì)產(chǎn)生同頻干擾，都會(huì)采用天饋設(shè)備在站臺(tái)、站廳以及員工區(qū)進(jìn)行實(shí)際的布點(diǎn)，確保上述3個(gè)區(qū)域沒有任何無線信號(hào)的盲區(qū)。隧道則是采用漏纜的方式進(jìn)行鋪設(shè)，在較長(zhǎng)的隧道還會(huì)采用無線直放站的方式對(duì)無線信號(hào)進(jìn)行放大，從而確保3種不同的無線信號(hào)可以覆蓋整個(gè)地鐵。此外，地鐵中還有一些其他的無線信號(hào)，比如無線WiFi信號(hào)，即2.4 G，還有很多地區(qū)覆蓋了5G信號(hào)，即5.8 G。總而言之，不同頻段的信號(hào)基本上都會(huì)采用上述方式進(jìn)行信號(hào)覆蓋，避免造成同頻干擾，影響通信[4]。

換乘車站的覆蓋方式與地鐵大致相同，但是由于換乘站存在不同的線路、不同的設(shè)備、相同的功能，因此換乘站需要額外注意，一旦配置出現(xiàn)問題，容易導(dǎo)致同頻干擾。例如，如果沒有換乘站的地鐵，專用無線系統(tǒng)的頻點(diǎn)分布基本上采用ABAB復(fù)用的方式，這樣前后車站不會(huì)出現(xiàn)相同的頻點(diǎn)，也就不會(huì)產(chǎn)生任何的同頻干擾。但是如果有換乘站的地鐵，就要加一對(duì)頻點(diǎn)，即ABCABC復(fù)用的方式，在換乘站的前后左右，要將所有頻點(diǎn)分開配置，這樣就可以避免同頻點(diǎn)的情況，避免同頻干擾[5]。

2.2 覆蓋方式

2.2.1 站臺(tái)和站廳

站廳和站臺(tái)基本上要求場(chǎng)強(qiáng)在-65 dbm以下，而且都是采用天饋設(shè)備進(jìn)行覆蓋，各個(gè)系統(tǒng)采用上下行的分布方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋，間隔距離必須大于0.5 m，覆蓋面積考慮15 m2，傳播的模型也是采用自由空間傳播，損耗按照L=32.4 lgf+20 lgd+20 lgf進(jìn)行計(jì)算，具體的站廳和站臺(tái)的最小功率為：CDMA，880 MHz；GSM，960 MHz；TD-SCDMA，2.370 MHz；WCDM，2.145 MHz。室內(nèi)吸頂天線增益，CDMA，GSM，TD-SCDMA以及WCDM是2.1dB。傳播損耗，CDMA在54.8 dB，GSM在55.6 dB，TD-SCDMA在63.4 dB，WCDM62.6 dB[6]。

2.2.2 區(qū)間切換

列車在區(qū)間隧道中需要不同基站的切換，以GSM為例，切換實(shí)際要小于6 s，因此切換的距離在22.3(每列車時(shí)速在80 km/h)×6=133.8 m，所以需要在切換成功率以及漏纜開斷點(diǎn)進(jìn)行留存，確保列車在快速通過的時(shí)候，可以把控信號(hào)切換。

2.2.3 停車場(chǎng)區(qū)域

停車場(chǎng)一般比較空曠，基本上都是采用鐵塔的方式進(jìn)行僅消耗覆蓋，很多樓內(nèi)的覆蓋可以采用定向天饋，這樣可以滿足停車場(chǎng)以及停車場(chǎng)樓宇的場(chǎng)強(qiáng)需求[7]。

2.2.4 控制中心區(qū)域

控制中心區(qū)域的面積相對(duì)比較小，主要是采用基站和天饋設(shè)備進(jìn)行覆蓋，如指揮大廳，可以采用定向天線的方式進(jìn)行全面覆蓋，但是每個(gè)覆蓋的地方都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，最重要的是覆蓋的過程，需要全面結(jié)合區(qū)域特點(diǎn)和樓宇情況，避免覆蓋地區(qū)有盲區(qū)，而且保證每一個(gè)區(qū)域都要有無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行覆蓋，保證地鐵通信服務(wù)質(zhì)量[8]。

圖1 地鐵專用無線信號(hào)覆蓋

3 地鐵通信專用無線信號(hào)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化措施

在完成地鐵通信專用無線信號(hào)的布點(diǎn)之后，就要對(duì)無線信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化，確保每一個(gè)區(qū)域的專用無線信號(hào)滿足人們的需求。一般在測(cè)試覆蓋電平的時(shí)候，需要配備場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試儀，在每一個(gè)測(cè)試點(diǎn)位進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和分析。對(duì)于地鐵通信無線網(wǎng)絡(luò)而言，調(diào)整無線信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)就是調(diào)整無線基站的耦合器和基站的發(fā)射功率，一般信號(hào)比較弱的時(shí)候，需要調(diào)整基站的發(fā)射功率，爭(zhēng)取達(dá)到比較好的優(yōu)化效果，但是如果信號(hào)比較強(qiáng)或者電平強(qiáng)度差值比較大，就要改變耦合器，例如將二功分器改換為四功分器。而且對(duì)RXLEV_ACCESS_MIN的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行更改，這樣確保上下行信號(hào)不平衡差值減小?；疽刂瓢l(fā)射功率，最常見的設(shè)置為-102。在開展實(shí)際網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)的時(shí)候，要反復(fù)進(jìn)行測(cè)試，從覆蓋通話質(zhì)量中找出平衡點(diǎn)，保證覆蓋范圍。另外，對(duì)發(fā)射功率的最終預(yù)算進(jìn)行空載，一般情況下，上行信號(hào)都要強(qiáng)于下行信號(hào)，最大化設(shè)置功率參數(shù)，保證覆蓋性能獲得強(qiáng)化。SLOW_RESELECET_HY_STERESIS延遲參數(shù)，確保在交叉的區(qū)域進(jìn)行信號(hào)無空隙覆蓋，對(duì)信號(hào)的閾值進(jìn)行有效的控制，保證設(shè)備可以快速切換，確保信號(hào)全面覆蓋[9]。

4 地鐵通信專用無線系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)下我國(guó)的數(shù)字集群技術(shù)非常成熟，在我國(guó)地鐵無線通信中占有重要地位。如今隨著我國(guó)科技技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字通信技術(shù)也在不斷地進(jìn)步，這對(duì)地鐵無線通信集群技術(shù)起到了很大的推動(dòng)作用，主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面。(1)現(xiàn)如今的地鐵無線通信系統(tǒng)采用TETRA系統(tǒng)，它是數(shù)字集群的代表，可以將語音、數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的交換，提高工作效率，反應(yīng)時(shí)間短，而且安全性好，整體的運(yùn)行成本更低。(2)可以實(shí)現(xiàn)終端之間的數(shù)據(jù)交互，確保地鐵內(nèi)的資源和信息共享，確保應(yīng)急信息的有效互聯(lián)互通，充分實(shí)現(xiàn)用戶和用戶之間的溝通。(3)加強(qiáng)對(duì)數(shù)字集群的控制，為設(shè)備研發(fā)能力提供保障。總而言之，隨著城市軌道交通規(guī)模越來越大，城市修建的地鐵越來越多，無線通信系統(tǒng)的重要性不言而喻，對(duì)于復(fù)雜的地鐵交通網(wǎng)絡(luò)而言，如果無線通信存在問題，那么就會(huì)對(duì)地鐵的安全運(yùn)行造成很大的影響。因此，確保地鐵無線通信系統(tǒng)的發(fā)展水平，也是保證地鐵網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重要內(nèi)容，能夠?yàn)榈罔F的快速發(fā)展提供最大的助力[10]。

5 結(jié)語

地鐵通信專用無線系統(tǒng)是保證地鐵司機(jī)與行調(diào)的有效溝通方式，而無線信號(hào)覆蓋可以保證通話的有效性，一旦信號(hào)覆蓋存在問題或者有任何的缺失，那么無線系統(tǒng)的通話就會(huì)受到很大的影響。因此，對(duì)于地鐵通信專用無線系統(tǒng)要全面把控，對(duì)于信號(hào)覆蓋要進(jìn)行有效的確認(rèn)，確保信號(hào)覆蓋沒有任何問題，做好網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作，為專用無線系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。