深圳地铁9号线公用移动电话引入方案分析

赵 娟

（西安铁路职业技术学院，西安,710014）

0 概述

移动电话引入系统是将移动电信运营商的地面信号引入9号线地下空间，满足乘客在地下空间内享受与地面同等的移动通信需求。除满足目前各移动电话运营商的各种移动电话制式的需求外，还应考虑将来新增移动电话运营商和移动电话制式的需要。

1 系统功能

结合深圳地铁9号线的特点该系统应具有以下功能：提供对各运营商基站设备的固定连接接口和对移动台的空中链路接口。满足各通信运营商系统业务的接入需求。支持GSM、DCS、CDMA、3G数字移动电视等移动通信业务。提供沿地铁线路的地下链状基站小区间的可靠切换条件，及地铁各站与站外基站小区之间的切换条件。不仅提供在地下线路和站台、站厅等公共区域射频信号的有效覆盖，还需对车辆段停车库、停车场地下区域进行覆盖。

2 系统方案

2.1 多网合一接入覆盖方案

各移动通信运营商的基站设备由各运营商投资建设，放置于车站公众通信设备室中，各移动通信基站的基带信号通过通信系统的传输网络所提供的传输通道传输至沿线地铁各车站。通常各无线通信运营商的无线覆盖网都是独立建设的，并通过各自单网覆盖系统与其用户设备联系起来。由于运营商之间难以协调，往往出现一个区域有多运营商的多频段、多制式通信系统进行重叠覆盖的现象。然而在地铁车站及其隧道区间等需要覆盖的区域内，由于人员密集、流动性大、话务量大，有多种移动通信需求，但设备安装空间有限，而且在移动通信设备运行和维护检修方面，不能影响轨道交通的运行安全。在这种情况下，不可能允许每家运营商自建一套无线接入覆盖系统。综上所述，并结合深圳地铁现有工程设计，9号线设计推荐采用无线多网接入（POI）解决各运营商移动通信业务的综合接入覆盖方案，多网接入综合覆盖与各无线通信运营商各自建覆盖系统方案相比，解决设备数量与设备安装空间的矛盾；避免了各无线接入覆盖网间的相互干扰；整个系统的集中统一监控和高效管理；无线多网接入覆盖系统的扩展与提高；降低整个系统的建设成本和维护成本具有以上明显的优越性。

2.2 无线覆盖方案

（1）车站无线覆盖方式

在地下车站的站厅层、人行通道、商业街及设备区等处的信号分布可采用漏泄电缆和天线阵列两种方式。采用漏泄同轴电缆方式时，在保证通信的传输质量和信号覆盖的稳定的基础上，可较为容易控制信号的分布，以避免与地面信号产生干扰，但存在造价较高，施工难度大的缺点。采用多天线覆盖只要设计合理也能达同样的效果，并且在站厅等处采用金属天花板装修时，安装效果要美观得多。通过对天线的合理布置，也可以有效地控制信号覆盖区域。所以，建议采用天线阵列完成地下车站的站厅层、人行通道、商业街等处覆盖。在地下车站的站台层，由于在隧道壁架挂漏缆，可以直接利用漏缆完成站台层的覆盖，在由于屏蔽门及列车进站对无线信号覆盖的影响，对于覆盖效果较弱的区域，可增加一定的天线予以解决。在天线的设置上，地下车站站厅、人行通道等处，信号传播损耗非常接近自由空间，根据各引入系统射频信号输出及场强覆盖的要求，结合系统构成及接收机的灵敏度，考虑电波传播在建筑结构上的衰减及系统余量，并根据以前在地下站内实际测试结果，在3G对应的2GHz频段，空间传输距离大约在20m左右。结合地铁站厅的面积，天线按上行和下行分设若干副全向天线，可以满足系统的覆盖要求。同时上行和下行天线之间应相隔一定的间隔（1m 以上），以保证上、下行回路之间的隔离度。

（2）区间隧道无线覆盖方式

在区间隧道无线覆盖方式可采用天线和漏泄电缆两种方式。由于隧道是呈线状和射频信号在隧道内的衰减非常迅速，采用天线方式需要每隔一定距离就要设一组天线，在有弯道的地方天线布置会更密。采用天线的好处就是造价低，但场强覆盖不均匀，难以达到移动运营商对信号分布的质量要求。采用漏泄同轴电缆方式时，可保证通信的传输质量和信号覆盖的稳定性，容易控制信号的分布，避免与地面信号产生干扰，为保证移动通信的质量和连续性，隧道内的漏泄同轴电缆必须连续贯通，造价较高。为了满足移动运营商对信号分布的质量要求，推荐采用漏泄同轴电缆方式。漏泄同轴电缆射频信号辐射方式可采用两种方式：一是上下行信号同缆传输辐射；二是上下行信号分缆传输辐射。同缆方式与分缆方式比较，可节省二分之一的漏泄电缆工程，但存在严重的干扰问题。中国移动和联通两个GSM 系统的工作频段的上行频点高端与下行频点低端的间隔已经很小，再加上引入3G 移动通信系统，当采用同缆方式时，上下行之间的干扰难以彻底隔离，并且在功率较大的情况下各系统还会产生严重的互调干扰。根据国内外地铁的使用情况的实践经验，只有采用分缆方式才能克服同缆方式中存在的严重干扰。因此，推荐采用上、下行漏泄同轴电缆分缆方式实现区间隧道无线信号覆盖。

2.3 隧道区间中继方案

（1）非3G 系统隧道中继方式的分析

非3G 系统隧道区间中继方式可采用射频干线放大器和光纤直放站两种方案。

① 覆盖距离

光纤直放站采用光纤延伸直放站与基站之间距离，并采用中点双向放大方式，延伸无线信号覆盖距离，使得无线信号延伸距离远长于射频干线放大器，相较射频干线放大器，可大量减少设备的使用数量。

② 系统引入噪声

采用干线放大器，特别是级联时，由于噪声系数的叠加，上行噪声较大，严重时可能导致基站阻塞，而采用光纤直放站，由于覆盖距离较远，较少存在级联，上行噪声较小，系统性能较好。

③ 可靠性及灵活性

目前运营商在各个覆盖区域信号补盲大量使用光纤直放站，使用效率高，使用的环境灵活，技术成熟。干线放大器的主要用于特定条件下，适用范围小，故障监测手段不太成熟，可靠性及灵活性不及光纤直放站。

④ 网管监测

干线放大器网管检测需要在区间敷设专门的线缆，网管检测信号在线缆中长距离传输易受到区间电磁干扰，产生误报。光纤直放站的网管检测信号直接采用光纤带内直接传输，不受环境电磁干扰，可靠性高。

⑤ 投资比较

由于射频干线放大器自身的特点，其延伸的距离相对较小，覆盖同样长度的隧道区间，采用射频干线放大器的数量约是采用光纤直放站数量的2倍，而目前射频干线放大器和光纤直放站的价格比约为1：1.6。所以，采用光纤直放站造价相对较低廉。

⑥ 工程实施的难易程度、可扩展性

采用光纤直放站在工程实施的难易程度、可扩展性等方面都要比射频放大器灵活，方便。

综上所述，对于非3G系统，推荐采用光纤直放站方案。

（2）3G移动通信隧道中继方式的分析

目前，3G组网规划中，区间中继放大有采用光纤直放站和BBU+RRU（光纤射频拉远）两种方案。

① 光纤直放站方案

光纤直放站放大需要在机房设置直放站近端机，将基站射频信号耦合经过光电转换成光信号，在区间设置直放站远端机，经过光电转换将光信号转换成电信号并经信号放大延伸对区间的覆盖。

② BBU+RRU（光纤射频拉远）方案

光纤射频拉远是将基站的基带部分与射频部分相分离，基带部分BBU可以集中放置在中心机房，射频部分RRU 可以被拉远至隧道。RRU与天线之间通过短的跳线相连，基带部分与射频部分通过专用光纤连接，射频单元通过光纤把基站拉远，从而可以实现分布式的覆盖。其中，与RRU通过光纤连接的是单独的基带单元设备。考虑到多个系统接入，本次工程可以考虑使用基站池，各种制式信号通过射频合路后变为光信号，再通过光纤传输到各个区间，远端配置相应的RRU。

③ 方案比选

光纤直放站方案：在扩容时不需增加设备；射频资源可根据话务需求随时灵活调配，提高利用率；不需要改动传输，扩容投资较少。与运营商提供基站之间无特殊接口协议要求，但引入直放站会增加系统噪声。BBU+RRU 方案：信源稳定，能够实现空间隔离，降低系统干扰；系统能提供较大容量，但扩容时每增加一个载频，则需要增加一个RRU，当机柜满配时，载频板全部利用，无法增加RRU，必须预留传输或传输复用。且BBU与RRU之间存在特殊接口协议，与运营商存在界面划分。考虑到工程的可实施性、后期的可维护性及界面划分的清晰性，本工程3G系统隧道中继方式暂推荐采用光纤直放站方案，BBU+RRU方案作为备选方案，待下阶段与运营商协商后最终确定。

3 结束语

通过现场勘测与实际比对，得到深圳地铁9号线在网络覆盖方案、隧道中继方案的设计。这是整个接入设计的关键部分，后续还将在信道、信号配置等方面补充完整设计。

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