无线直放站在地铁通信中的运用浅析

朱赛

摘要：本文介绍了地铁通信系统的基本概念、无线直放站的技术原理，而后就地铁机电施工过程无法实时通信这一问题提出了解决方案，对解决方案的理论基础、组网架构、测试方案进行了详细的阐述，最后对测试结果进行了分析，验证了测试方案的可行性，以期为无线直放站在地铁通信中的推广运用提供帮助。

关键词：无线直放站；地铁通信；运用；技术原理；解决方案

1地铁通信系统概述

实时通信一直以来都是地铁机电施工过程存在的一个难题，这一问题的存在给现场施工以及管理等相关工作造成了许多不必要的麻烦，运用无线直放站能够有效解决这一难题，使网络信号覆盖整个地铁站，从而实现实时通信。地铁通信系统是一个综合性的网络平台，主要由三部分组成，分别是专业通信系統、警用通信系统、民用通信系统。地铁通信系统的功能包括运营指挥、企业管理、服务乘客、传递信息，为此，地铁通信系统的功能与地铁和企业运营的效益存在十分密切的关系。地铁通信系统具有可靠、灵活的优点，能够传递各种信息。专业通信系统是地铁通信系统的重要组成部分，其主要作用是为地铁运行的高效性、安全性提供保障，确保地铁交通服务的质量。警用通信系统的主要作用是为警方提供相关技术支持，民用通信系统的功能则是为公众服务，满足乘客的相关需求。为此，地铁通信系统是地铁站内通信必不可少的平台。地铁机电施工过程，地铁内尚未搭建好通信系统，地铁站内无法实现实时通信，利用无线直放站技术可以解决这一问题。

2无线直放站技术原理

直放站本质上是一种射频信号放大系统，归属于移动通信系统，可将其看作功率放大器。现阶段的无线通信网络仍存在盲区或是一些信号差的区域，这使得直放站在无线通信系统中具有重要的应用价值。无线直放站在运营商无线网络中的主要设置区域是城市中心区域或是一些比较偏远的区域。城市中心区域或是一些密集了许多高层建筑的地方容易存在网络盲区，需要设置无线直放站；一些比较偏远的区域用户量不多，运营商出于节约成本的目的会以无线直放站代替大型基站实现无线信号覆盖。以使用位置为依据，可将直放站分为内部直放站、外部直放站，这两种直放站覆盖位置不同，射频链路设计也存在差异。外部直放站的射频链路设计相较于内部直放站而言更加简洁，内部直放站工程不仅需要设计射频链路，还需使用一些其他的器件。

图1是无线直放站的技术原理图，笔者将在下文对无线直放站的技术原理进行具体阐述。

图1

无线直放站的技术原理如下：第一，下行方向，施主天线接收基站信号，基站信号由滤波器进行选频滤波，低噪声放大器将电平调整到规定水平，功放模块放大基站信号，经过滤波处理后到达环形双工器，通过重放天线发射；第二，上行方向，重放天线接收手机信号，经过滤波器后低噪声放大器将电平调整到规定水平，功放模块放大信号送至环形双工器，通过施主天线发射。

考虑到地铁机电施工过程施主天线与重放天线的隔离度，笔者建议使用一种基于干扰抵消技术的无线直放站对地铁民用通信系统进行部署，这种无线直放站的原理图如图2所示。

图2

3解决方案

笔者对无线直放站在地铁通信中的运用构想如下：八木天线引入信号，内部无线直放站放大、转发信号，多系统合路平台（POI）实现信号合路，天馈系统完成无线信号覆盖。为此，这个解决方案由信源模块、POI模块、天馈模块组成。

首先，信源模块。信源模块的主要组成部分包括八木天线、无线直放站、不间断电源、蓄电池。方案前期设计时，期望将八木天线部署在风井，但地铁机电施工中风井是许多主设备的进入通道，为了避免设备进入过程损坏八木天线，将八木天线部署在环境比较稳定的消防出入口。同时，考虑到地铁机电施工现场电流的稳定性，采用小型不间断电源供电。

其次，POI模块。一般情况下，POI模块的组成包括多个同频合路器、异频合路器、连接线缆。滤波器是合路器的核心单元，合路器内部结构的设计、材料、镀层厚度等多方面因素都对隔离度等核心指标具有直接影响。

最后，天馈模块。在此方案中，天馈模块的设置位置是站台、站厅、轨道区间。

4测试方案及结果

测试方案的原理是在符合相关规范、要求的基础上通过路测方法测试系统接收的信号场强。此次测试用到的软件设备主要是Probe软件和华为Mate8手机，来自三家通信运营商的测试员在处于机电施工过程的地铁站内的的一些主要活动区间正常步行，利用手机测试系统接收到的信号场强。接收到的信号场强需要符合邮电部设计规范要求才能进行正常语音通信。三家通信运营商的测试结果均信号场强在合理范围内，能实现正常语音通信。为此，此解决方案具有可行性。

5小结

利用无线直放站能够有效解决地铁机电施工过程无法实时通信的问题。文中笔者提出了具体的解决方案，并进行了测试，测试结果验证了解决方案的可行性。但文中的解决方案针对的是地铁机电施工过程的通信，要利用无线直放站解决地铁土建施工过程的通信问题还需进行进一步研究。

参考文献

[1]陈序，王岩.地铁民用通信无线覆盖系统的方案研究[J].河南科技，2014，（22）：1-3.

[2]安士伟.铁路无线通信光纤直放站设置位置探讨[J].科技创新与应用，2014，（25）：82-82.

（作者单位：南京地铁运营有限责任公司）