论地铁无线通信系统方案设计

郜中飞

摘 要：无线通信系统在轻轨和地铁中的核心应用价值目前已经得到证实，但是就地铁的可持续发展和成本节约要求而言，究竟选择何种无线通信系统、依靠何种技术等方面在当前的地铁无线通信系统方案的设计中，仍是一个需要进一步探索的问题。基于成本最小化使用价值最大化的要求，本文对当前地铁无线通信系统的公用频道方案和专用频道方案设计进行比对，并按照地铁当前发展的实际需要，就方案设计的有效性问题提出新的建议。

关键词：地铁无线通信系统；应用技术；系统方案选择

1 地铁无线通信系统方案存在的必要性

地铁专用的无线通信系统随着我国各个行业国际化速度的不断提升，而逐渐进入了一个以国际化标准为改革趋向的新的发展区间。目前除北、上、广、深经济相对发达的城市以外，大连、青岛、南京、重庆等城市的地铁无线通信系统同时也在构建的过程中。按照地铁无线通信系统在高速运转的地铁和列车下各种运营管理机构之间所存在的唯一的通信连接纽带作用来看，地铁无线通信系统的设计需要保障对调度管理功能、语音通信功能、数据通信功能等的覆盖，以保障系统通信质量和安全性的提升。因此地铁无线通信系统方案的设计在当前地铁无线通信系统的规划中就更为重要。

2 地铁无线通信系统方案的设计选择及比对

2.1 应用技术的选择和比对

当前在地铁无线通信系统的构建过程中，较为普遍的通信应用技术主要有TETRA、MPT1327（模拟集群）、GSM-R数字集群三种通信方式。其中GSM-R立足以公网的GSM技术，并综合调度通信功能以保障地铁无线通信数字集群通信系统的应用，此种应用模式在深圳地铁二号线的设计初期阶段被尝试应用过，但是因为GSM-R在车流密度较大的城市中运用的频次较低，因此为了保险起见，GSM-R的应用模式和无人驾驶技术的设计被排除，但是此类创新设计的尝试，为我国地铁无线通信系统的应用性技术的创新奠定了良好的基础。TETRA数字集群的应用尝试主要是当前我国地铁无线通信系统设计方为调度通信而专门制定的通信体制，因此需要覆盖调度通信所需要的各类功能，当然在实际应用过程中，在数字通信系统运用的频率高并已经成为未来发展趋势的前提下，北京、上海、南京、广州等城市的正式应用或者正在筹建中的地铁中TETRA数字集群得以有效的运用在地铁无线通信系统中，这对当前我国地铁对已经获得的各类频率资源的良好运用，以及TETRA在全国各大城市地铁无线通信系统中未来的统一性应用均有较为良好的推进作用。相对而言，MPT1327作为模拟集群却始终无法与数字系统频率利用率相媲美，但是可以在油田、公安及水利系统中被良好的加以应用。

2.2 地铁无线通信系统方案选择的比对

地铁无线通信系统方案种类比较多，目前按照工作信道为标准来区分主要为公用频道方案和专用频道方案两种。其中公用频道方案还可以分为数字集群和模拟集群两种方案模式。专用频道方案要求每种频道都必须有唯一的用途，即便空置下来也不能做其他用途，因此分为中继器方式和车站台方式。公用频道方案的数字集群要求下所产生的方案，需要设置出多种通话频道以及一个控制频道，由于集群方案中需要使用频道共享和动态分配频道技术来保障所有频道均被使用的概率低于专用频道繁忙时所使用的概率，那么频道在高于三个以上时，此中集群频道的方案优势就会被体现出来，比如其可靠性、扩容、保密性以及对无线电频率的占用、频道切换和转换均会高于其他方案。模拟集群的方案主要使用300-300HZ模拟信号来进行传输，模拟话音信号在对载频调制时只能保留一个频率，此种方式在我国只能使用MPT1327的集群标准。相对而言数字集群方案的使用则主要使用低码率话音编码的方式，同一个载频可以拥有多种频次，此种集群方式主要以TETRA的集群标准为准，以便来解决业务单一、功能弱、频率效率低下、不便于加密等模拟集群无法满足的技术要求。

3 地铁无线通信系统方案设计的改良措施

结合地铁无线通信系统方案所需要的技术以及使用的方案比对，目前我国地铁无线通信系统，可以选择一个比较适合当前和未来地铁无线通信发展需要的方案判定依据。比如以地铁无线通信系统在可能出现扩容的前提下所出现的频道数为依据，当频道数不高于3小时时使用专用的频道方案，反之则使用集群方案。但是由于方案选择和相应的匹配技术较为复杂，目标我国采用的集群方案的配备零件和关键设备又源自对国外的引进，因此，很容易出现重复引进、方案重复性几率比较大的问题，对于此为实现成本最小化利率最大化的要求，建议未来可以在学习外国地铁无线通信系统设计方案的技术的基础上，进行地铁无线通信系统的全部国产化应用。

此外，结合上文中地铁无线通信系统方案设计技术的比对结果来看，TETRA对频率资源的利用率比较高，其话务分布也较为均匀，因此对比群组通信需求来看，可以以其系统可靠、干扰比较少的特性在未来地铁无线通信系统方案设计中可以大范围的进行应用推广。

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