地铁无线通信系统的覆盖及网络优化

赵立华



地铁无线通信系统的覆盖及网络优化

赵立华

西安市地下铁道有限责任公司，陕西 西安 710032

现如今，在我国社会经济水平显著提升的背景下，地铁的建设数量也越来越多，已成为城市居民出行的重要交通工具，在地铁各个区域实现通信无限覆盖也越来越被大家关注。实现地铁通信无线系统的全面覆盖以及网络优化，能够实现各种交通信息顺畅交换，为乘客提供更加优质的出行服务。为了全面提升地铁综合服务质量，提出了地铁通信无线系统常见的覆盖办法和范围，并提出了针对该系统实现网络优化的具体办法。

地铁无线通信系统；覆盖范围；网络优化

1 地铁中常用的无线通信系统

目前，无线通信、数字集群和模拟集群是地铁无线通信系统常用的三种方式。其中，最常用的是TETRA数字集群系统。相较于其他无线通信系统，TETRA数字集群系统的技术更成熟，具有明显的优势，主要体现在以下两个面：首先，TETRA数字集群系统具有非常好的稳定性，抗外界干扰的能力很强；其次，具有良好的应用效果。

TETRA数字集群系统主要由网络基础设施和移动台两部分组成。网络基础设施包括基站、MSO等设备；移动台则由车载台、便携台等设备等组成。在TETRA数字集群系统中，标准接口起到连接网络基础设施和传输系统的作用。通过传输系统的通道对无线通信系统的运行进行有效的协调，使其各个部位功能得到充分的发挥。集群交换控制设备是TETRA数字集群系统控制中心的核心设备，其他通信网络设施都是围绕着集群交换控制设备来布置的。TETRA数字集群系统在运行时需要保证网络基础设备和移动台同时发挥作用。TETRA数字集群系统运行时各个部分都需要发挥重要的功能。与此同时，工作人员之间及时的信息交流对于保证地铁中无线通信系统的正常运行也十分重要，这样才能够更好地保证地铁安全、稳定运行[1]。

2 LTE技术在地铁无线通信中的综合应用

2.1 LTE的信道应用

LTE网络需要完成CBTC+CCTV+PIS综合承载，在承载工作准备的过程中，需要注意以下3个方面的问题。（1）A、B双网冗余，双网完全独立，并行工作，互不影响。（2）A网承载双向CBTC，上行CCTV，下行PIS，分配较大带宽。（3）B网只承载双向CBTC信息作为备份网络；分配较小带宽。

2.2 LTE的接收性能

在列车运行的过程中，信号的接收质量会有一定的变化。经过测试和分析，相同接收功率时，LTE技术可支持的列车速度明显高于平均接收速度，LTE技术具有更高的灵敏度。除了要做好信号的接收工作之外，还需要做好GPS接收的设计工作，时钟同步是系统设计的一个要点[2]。

3 地铁无线通信系统常见的覆盖范围

3.1 站台和站厅

站台和站厅的无线通信系统覆盖，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，屏蔽门的同步活动就都会干扰信号，影响稳定性。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中。

3.2 换乘出入口

在换乘出入口的网络覆盖中，覆盖可以使用吸顶天线的方式，同时也可以加入射频电缆，这样便可以在增强稳定性的同时也增强信号的强度。在不同的环境中，要对建筑物的大小和高低以及旁边不同的设备等进行详细的分析，分别选择不同的方式进行无线网络的覆盖。漏泄同轴电缆方式就是当前比较成熟的一种无线网络覆盖方式。还可以利用基站和室内天线相互结合的方式对无线网络进行覆盖。这种覆盖方式更适合于控制面积比较小的场所。

3.3 行车区间线路区域

行车区间包括地铁运行时需要经过的不同区域，如隧道区域、地面区域和高架空间等。在这些区域进行信号覆盖时重点是保证区域间信号分布的均匀，因此可以通过应用漏泄同轴电缆来实施来实现。这种覆盖方式具有分布均匀的特点，而且还没有驻波场，能够在地铁和隧道等相对较为拥挤的环境下发挥出很好的效果[3]。

3.4 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架设基站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。

4 地铁无线覆盖的方案选择

目前，随着通信技术的飞速发展，以及人们工作、生活中对通信的需要，在地铁通信中移动通信方式已得到了比较广泛的应用，而在方案的实施上有多种选择。相对来看，数字集群有着很大的技术优势，不仅可以进行二次开发，而且还有着较高的通信质量，因此在实际运行中获得了较多的应用。基站的选择必须结合现场情况，尤其是站台结构及所用线路的特点来决定。其中，小区方案可以在相应线路中安排多个区域，在车站等处设置信号基站。中区方案则可以选择在停车场等处分别进行信号基站的分布与设置。比较来说，两种不同的方案都有其特定的优势与缺陷，其中小区方案的运行稳定性要更理想，而且在传输质量上也更为优良，网络构成比较简单易操作，而且最重要的一点是可以采取措施进行统一的管理。中区方案的优势在于，投入成本比较低，而且在网络构成上也比较灵活，能够满足大多数用户的需要，但是不足之处是稳定性较差、传输质量等容易受到影响。一旦接入用户数量突然增加，就会出现通信拥堵。如此一来，多数情况下会选择小区方案。此外，在进行网络组建的过程中，为了提高信号传输的可靠性，较多地选用星型连接[4]。

5 地铁无线通信覆盖中的网络优化

对地铁站的控制中心进行覆盖时，要根据实际情况来决定覆盖方式。如果控制中心范围较大和楼层较高，则可以采用室外铁塔架设天线方式来进行覆盖，这样就可以达到整体覆盖的要求。如果控制中心只有一栋建筑物，则可以采用室内天线及基站相结合的方式来进行覆盖。

5.1 参数调整

地铁无线通信覆盖中参数调整主要包括终端允许的最大发射功率的调整和最小接入电平调整两方面。目前，由于地铁无线移动台通信的信号所用的发射功率会受到基站的限制，因此需要调整参数才能实现移动台的发射功率的升降，此时可以通过调整终端允许的最大功率发射来改善覆盖的指标来进行网络优化。最小接入电平会影响网络的覆盖范围，因此调整好该参数十分重要。通常情况下最小接入电平的参数在﹣102左右时效果较好。

5.2 分析路测数据

通过对无线网络覆盖区域内的场强测试来保证实际的电平与预计的要求相吻合。在实际的网络测试过程中也要严格执行并运用相关的软件来进行测试。如在测试中发现软件不合格或是有异常的地方，要及时进行修检。修检工作之后再做好相关记录以便后续进行一定的复查工作。其他的检测工作也要做好日期以及状况等记录以便后续进行复查。

6 结语

地铁在城市交通当中具有重要地位和作用，通过地铁的有效建设，为广大城市居民提供了便捷的出行服务。为了全面发挥地铁自身可靠的交通作用，需要实现地铁无线通信系统的全覆盖，针对相应覆盖范围采取正确方式实现信号覆盖，并确保信号的稳定性，同时要采取合理方法对地铁覆盖网络实现全面优化，确保地铁具有可靠优良的运营质量。

[1]简艳. 无线通信系统在地铁中的应用探究[J]. 华东科技：学术版，2016（2）：32.

[2]林涛. 基于深圳地铁TETRA系统无线通信信号覆盖的优化设计[D]. 兰州：兰州交通大学，2016.

[3]康志杰，孙敬伟. 关于地铁通信的无线系统覆盖探索与研究[J]. 电子世界，2014（24）：242.

[4]刘为苹，汪曙明. 南京地铁1号线无线场强改造[J].现代城市轨道交通，2011（2）：30-32.

Coverage and Network Optimization of Metro Wireless Communication System

Zhao Lihua

Xi’an Underground Railway Co., Ltd., Shaanxi Xi’an 710032

Nowadays, in the context of the significant improvement of China’s social and economic level, the number of metro construction is also increasing. It has become an important means of transportation for urban residents, and the infinite coverage of communication in various areas of the metro is becoming more and more popular. Realizing the comprehensive coverage of the wireless communication system of the metro and network optimization, it can realize the smooth exchange of various traffic information and provide passengers with better travel services. In order to comprehensively improve the comprehensive service quality of the metro, the common coverage methods and scope of the metro communication wireless system are proposed, and the specific methods for network optimization of the system are also proposed.

metro wireless communication system; coverage; network optimization

U285.2

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