地铁通信的无线系统覆盖及网络优化路径探究

李炳金

（福州市城市地铁有限责任公司，福建 福州 350001）

近年来随着城市规模的扩大，城市的轨道交通得到了快速的发展。对于地铁来说其交通线路构成了错综复杂的交通网络，在这样的复杂环境中，如何采用合理的无线系统实现网络的覆盖，为广大市民提供信息服务已经成为了地铁发展中的重要一环。同时无线系统的建设还能够保证地铁的运行安全，实现地面和地下的通信联系。在地铁无线系统的覆盖过程中，有多种方案可以选择，因此网络的优化和升级也是无线系统建设中的重要内容，有必要加强其研究。

1 地铁无线通信系统覆盖分析

1.1 地铁无线覆盖的特点分析

地铁在空间结构上可以分为站台、站厅以及轨道等三个部分组成；同时地铁的人流量和网络高峰具有一致性的特点，而且在忙时和闲时其网络需求存在着比较大的差异。在地铁结构中采用了多个网络运营商的无线系统，导致了网络系统之间的干扰大，进一步的造成了网络覆盖和设计的难度。而且地铁通道的长度不固定，导致了其覆盖方案也不尽相同。在地铁无线系统的覆盖过程中，如果不同的运营商都建设一套无线系统，那么不仅提高了系统建设的成本，而且增加了网络维护的难度。所以目前主要采用第三方建设分布式系统，然后各个运营商可以根据自己的需要来租用。地铁无线系统的覆盖中，要考虑到其空间结构的特殊性和企业的建设成本。在进行无线系统覆盖设计时，应当尽可能采用无源系统来提高系统的稳定性，同时也便于后期的维护和管理。同时为了保证车站网络信号的稳定，应当在各个车站设定独立的微蜂窝系统，避免采用光纤直放站的方式。在机房的设置时，应当尽量安排上站台上，并且留下预留的扩容面积。

1.2 地铁无线覆盖的方案选择

在城市的地铁轨道交通中无线通信网络得到了广泛的应用，在系统的选择上主要有常规无线通信、模拟集群以及数字集群等。其中数字集群能够很好的进行二次开发，同时数字集群能够更好的实现地铁无线通信的需要，在实际的应用中常常采用数字集群来进行组网。在基站的选择上，应当结合地铁车站结构和线路的特点，采用多基站小区方案和多基站中区方案。其中多基站小区方案可以在地铁线路中设置多个覆盖区，在车站、停车场等都分别设置基站，其中停车场和车辆段应当采用全向天线进行覆盖。在车站的大厅和站台地区应用全向小天线和功分器等来进行覆盖。

多基站中区方案可以在停车场、车辆段分别设置基站来进行网络覆盖，在车站可以采用集群基站、光纤直放机等方式来进行覆盖，在大厅可以采用小天线进行覆盖。这两种覆盖方法都有各自的优缺点，其中小区制方案的网络系统稳定性比较高，而且其系统的功能性也比较强，其组网比较容易，而且可以进行统一的网络管理。中区制方案的投资比较低，而且在组网方面比较灵活，能够满足一般的性能需要，但是在稳定性、通信质量以及抗干扰方面都比小区制要差一些。同时中区制通信方案会随着用户数量的增多而导致网络堵塞，其抗过载能力比较差，因此小区制方案是其中的首选方案。在进行无线网络系统基站组网的过程中,为了提高基站通信连接和移动交换控制中心的可靠性，可以利用星型连接的方式，但是在传输链路上采用环路连接的方式来提高无线通信系统的可靠性。

1.3 地铁无线覆盖中的信号中继

对于线路区间比较长区域，存在着通信网络信号衰减问题，可能会导致车辆接收到的信号强度难以满足通信要求，在这种情况下需要设置中继器来满足通信的需要。在无线系统中常常应用到两种通信中继的方式，一种是光纤直放站式，另外一种是射频干线放大器中继方式。其中光纤直放站式可以很好的控制操作中的噪声问题，同时还能够实现射频信号的双向传播，其中继的距离也比射频干线放大器大；此外干线放大器只能采用一个方向上的传递，而且中继的距离也比较短。

2 地铁无线通信网络的优化

地铁无线系统按照覆盖方案完成之后，应当对地铁中无线网络覆盖的区域进行信号测试，检测电平是否满足使用的需要。通过对检测的结果进行分析，来进行针对性的网络优化。对于没有达到网络覆盖性能要求的区域，需要进行网络优化的方式来提高网络的强度。

当地铁中的站台或者大厅以及通道中的电平强度过大或者过低时，可以通过调整基站的发射功率来进行调整，以达到设计的效果。这种优化方法可以用在不需要进行链路调整的结构中，而且其方法简单易行。当地铁通道中的网络信号电平强度过大，而车站大厅内的网络信号比较弱时，可以采用调整基站耦合器的方法来进行优化。当地铁通道中一侧的电平强度和另外一侧的电平强度相差比较大时，可以将使用的四功分器换为二功分器和两个耦合器的方法，来使通道两侧的网络信号强度平衡。

随着运营商网络建设的不断完善，在地铁的无线覆盖中存在着多种系统共存的情况，因此需要考虑然后减少不同制式无线频带中的相互干扰，提高网络的质量成为了网络优化中的重要内容。在无线系统的覆盖中，互调干扰以及杂散的干扰比较大，可以采用提高系统之间的隔离度的方法来解决其中的干扰。

结语

地铁作为城市交通的重要组成部分，对于缓解地面交通阻塞起到了重要的分流作用。地铁中的无线系统覆盖和地面的无线覆盖存在着比较大的差别，因此在进行无线覆盖的设计中应当结合地铁的特点，采取合理的设计方案，提高系统的可靠性；同时也应当采取性价比比较高的覆盖方案，提高资源的利用率。在网络覆盖建设完成之后，还需要进行网络检测和优化工作，及时的发现网络运行中的不足，保证无线网络的通信质量，为人民群众提供更好的通信服务。

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