轨道交通通信无线系统的覆盖及网络优化

黄鑫 比亚迪通信信号有限公司

1 地铁通信中无线系统

根据地铁系统的空间结构特点，通常可以将其划分成站台区域、站厅区域和地下隧道几个部分，根据不同区域的通信特征不同，所需的无线网特征也有所差别。除此之外，在地铁系统中，由于需要对各个运营商的无线网络进行铺设，不可避免的会发生各个通信网络之间的信号干扰，前期成本高并且不利于后期的网络维护工作。因此，在实际系统中，地铁中采用第三方的分布式通信系统进行统一的无线网络设置，在此基础上，各个运营商根据自己的需要在第三方系统中进行租用，以此来保证系统的统一管理。地铁系统中，由于各个通道的位置以及长度等特点不同，在铺设无线网络时网络的覆盖方式也不同。在研究地铁无线网络铺设覆盖时，要充分考虑到地铁系统的结构特点、各个位置的信号强弱以及后期维护情况，这样才能找出合理的网络设计方案。

2 地铁无线覆盖的特点

地铁在空间构成上比较复杂；同时地铁的人流量大，在不同时段对网络的需求又有着极大的差别。当前，在地铁通信中引入了不止一个运营商，这就造成了网络信号之间的互相干扰，进一步加大了网络覆盖的难度。而且地下空间大小的不一致，也造成了其覆盖方案的较大差别。在地铁无线系统的建设过程中，如果各个运营商都要建设自己的信号系统，那么不仅建设成本过高，而且后期的维护上也会造成困难，且有着繁重的工作量。因此，目前选用的是一套互通的系统，然后不同的运营商如果需要接入业务则可进行租用。地铁无线网络的覆盖中，还要考虑到本身在空间构成上的特殊性。在设计阶段，应当尽量选用无源系统来确保系统的运行稳定，而且也方便后续的维护。同时为了确保车站无线信号的稳定，应当设置独立的微蜂窝系统，并且在机房的设置上，应当尽可能选择站台，并留下充足的扩容空间。

3 地铁通信无限系统常见的覆盖办法和范围

3.1 站台和站厅。主要是在站台侧面相应隧道当中进行漏泄同轴和电缆的铺设，以促使站台区域实现无线覆盖。在地铁站当中，有些站台区域范围相对较广，并且在上行或者下行区间的相应列车如果同时进站，屏蔽门的同步活动都会干扰信号，影响稳定性，针对此，可以将天馈系统设置到站台位置，达到增强信号保持信号稳定性的目的。通过无线覆盖方式将通信无限系统覆盖至站厅层当中的公共区域，在对吸顶天线使用的同时增添射频电缆的覆盖方式，促使信号全面覆盖到出入、房屋密集以及换乘等区域当中。

3.2 停车场和车辆段。在这类区域进行覆盖需要结合实际情况对覆盖方式进行优化选择，针对建筑物稀少、空间范围小或者区域内较为空旷的场景当中，主要可以通过室外天线或者在楼顶进行基站架设的方式进行电缆覆盖，以此达到停车场还有车辆段相应场强要求。

3.3 行车区间。行车区间包括了地面、隧道区域以及高价空间等区域，针对这类空间区域主要可以通过电缆方式进行信号覆盖，确保信号可以均匀的分布在相应空间当中。还可以使用漏泄同轴这种方式，该方式由于无驻波场，可以有效实现信号均匀分布且强度够大等要求。

3.4 控制中心。针对相对较小的控制中心区域，可以在设置室内天线基础上增加基站建设，以此全面实现更大范围的覆盖。针对空间较大的控制中心区域来说，如果相应区域内具有数量较多的高层建筑，可通过全向天线形式进行信号覆盖。在针对相应情况采取针对性措施实现区域信号覆盖过程中，不管使用哪种方案，都要立足在相应区域的结构特点上进行，并最大程度的实现全覆盖，避免出现信号盲区。

4 地铁通信无线系统的现状

我国地铁通信系统现状不容乐观，其中最大的问题是地铁通信系统缺乏科学统一的规划。现阶段，地铁通信无线系统主要分为专用无线通信系统和公共无线通信系统两种。我国地铁通信无线系统中的专用无线通信系统水平不够先进，不能满足地铁无线通信的需要。在地铁通信无线调度系统中，目前只有TETRA数字集群系统受到了业界认可，形成了统一的应用标准。其他无线宽带技术在地铁无线系统中还未形成统一标准。TETRA数字集群系统虽然能够满足地铁通行的需求，但是属于第二代移动通信技术，受有限宽带的影响，无法传输大量的数据。此外，现阶段应用的WiMAX等宽带接入技术存在延迟问题，导致语音通信缺乏稳定性和可靠性。综上所述，现有的宽带接入技术很难形成一个稳定的地铁通信无线系统。

5 地铁通信中的网络优化技术

在地铁无线网络系统中，除了对网络进行合理的铺设外，还需要对网络不断进行优化，国家针对网络优化中的指标也做出了一些相关规定来完善网络优化问题。为了使网络信号保持稳定，通常需要保证实际信号电平和标准电平要求一致，因此要对无线覆盖区域的信号进行不断地监测，并且，在网络测试时要统一应用相关程序来进行信号的测试，发现不合要求的网络或者当所处区域网络发生异常时，要统一汇报并做出及时的检修，并且在对发生故障的网络进行检修之后还要做好检修记录方便之后进行网络的复检。同时在检测正常的网络后也要进行相关记录，方便以后对该网络的复查工作。通常需要通过在地铁通信中根据不同的信号状况可以应用不同的网络优化算法，其中主要包括三大类：第一类为对基站的信号发射功率进行优化，当检测到当前信号电平发生了大幅度改变的时候，需要对发射功率进行调整，这时通常需要通过网管来实现。第二类为改变基站内耦合器的参数，通常要调整耦合器的耦合方向来进行相应的无线网络信号优化，这类网络优化方法在列车隧道信号较强但相反站厅中信号电平较弱的时候采用。最后一类为对技术参数的优化调整。当地铁站已经被无线网络所覆盖的时候，由于基站的存在会对移动台信号造成影响，为了改变移动台的信号参数则需要进行技术参数的调整。基站对上行信号的电场强度以及下行信号的信号质量进行监测，并根据检测结果与功率预算结果相结合来对移动台进行发射功率的控制。一般来说，上行信号的强度相对较弱，因此应将其设置为MS_TXPW R_MAX_CELL即：最大终端允许的发射功率。出现上行信号和下行信号存在不平衡的问题时，当接收信号的信号角度较低时不能接入系统，此时可以将RXLEV_ACCESS_M IN即最小接入电平设置在-102左右。当对相邻小区进行网络覆盖后，当小区间出现网络缝隙时，可以通过设置SLOW_RESELECT_HYSTERESIS迟滞参数来改善。在进行地铁无线网络优化时，需要在检测到网络信号过强或者网络信号过弱的地方需要进行优化，可以对网管侧的位置进行调整或者根据实际情况选择优化方式，来保证各处网络的稳定和信号的质量。

结束语：为缓解城市交通拥堵问题，地铁成为城市交通的重要选择，其对于缓解交通压力具有重要的作用。但是，在地铁的发展过程中，不能忽视地铁无线通信系统的建设。在进行无线覆盖的设计中，应结合地铁在空间方面的构成特点，选择最为科学的设计方案，全力保障系统的稳定性；同时也应尽可能的降低建设成本，提高各类资源的利用率。而且在网络覆盖完成之后，还要通过网络测试，及时发现潜在的问题，进行适当的调整，以确保通信质量不受影响。