地铁通信中的无线系统和网络优化技术的研究

张岩

摘要：近年来，随着城市化及城市轨道交通行业的快速发展，地铁以其舒适、快速、快捷的优点，成为了城市中人们重要交通工具之一。在地铁系统中，每时每刻都有大量的信息需要交流共享，因此地铁系统具有复杂繁忙的无线通信网络，良好的通信网络才能满足乘客更多的需求，给乘客带来更好的乘车体验，同时可以使地铁通信系统良好运转，因此如何对地铁中的无线通信网络进行设计和优化也成为了通信领域一个重要的研究方向。为了更好的设计合理的地铁无线通信网络，要根据地铁不同路段的特殊性进行个性化的定制设计，并选择合理的覆盖方式对地铁系统进行网络铺设，在此基础上还要根据实际网络监测情况对网络进行优化，才能保证无线网络的良好运行。

关键词：地铁通信;无线系统;网络优化技术

1地铁通信中无线系统

根据地铁系统的空间结构特点，通常可以将其划分成站台区域、站厅区域和地下隧道几个部分，根据不同区域的通信特征不同，所需的无线网特征也有所差别。除此之外，在地铁系统中，由于需要对各个运营商的无线网络进行铺设，不可避免的会发生各个通信网络之间的信号干扰，前期成本高并且不利于后期的网络维护工作。因此，在实际系统中，地铁中采用第三方的分布式通信系统进行统一的无线网络设置，在此基础上，各个运营商根据自己的需要在第三方系统中进行租用，以此来保证系统的统一管理。地铁系统中，由于各个通道的位置以及长度等特点不同，在铺设无线网络时网络的覆盖方式也不同。在研究地铁无线网络铺设覆盖时，要充分考虑到地铁系统的结构特点、各个位置的信号强弱以及后期维护情况，这样才能找出合理的网络设计方案。

2地铁通信无线系统的覆盖范围和方式

2.1地铁通信无线系统的覆盖范围

作为城市交通的重要组成部分，地铁通信无线系统需要具备较为广阔的覆盖范围，以此满足乘客的通信需求，使乘客在地铁运行过程中与外界进行通信或者通过互联网浏览信息。一般来说，地铁通信无线系统的覆盖范围需要涉及地铁的每一个位置，实现网络的全方位覆盖。从宏观角度看来，地铁通信无线系统的覆盖范围涉及到地铁站台、地铁站大厅以及列车隧道等地，这样才可以为乘客提供全方位的通信服务。需要注意的是，地铁不同路段的通信环境有所差異，技术人员需要根据不同地段的特征，进行通信无线系统的覆盖，在保障地铁通信无线系统通信效果的同时，减少通信无线系统建设的成本。

2.2地铁通信无线系统的覆盖方式

通过上述分析可知，技术人员需要根据路段的特征开展通信无线系统的覆盖工作。对于站台展厅而言，技术人员通常将无线网络的电缆设置于隧道中。为了避免列车通过时对电缆造成干扰，降低通信质量，技术人员还会应用到天馈系统辅助网络铺设，以此提升通信无线系统的稳定性与信号强度。与此同时，技术人员还会在地铁的换乘区域和出入区域，进行射频电缆以及吸顶天线的设置，确保无线系统可以满足乘客的通信需求。

对于车辆行驶路段而言，技术人员会通过漏泄同轴电缆的应用，确保通信无线系统的网络信号可以均匀分布于地铁的各个区域，并降低助波场对通信信号的不利影响，确保地铁在通过高架和隧道区域时，仍旧具备较高的通信质量。

对于控制中心而言，作为地铁系统的核心部分，控制中心的通信无线系统覆盖由其面积决定。如果控制中心的面积相对较小，则会应用天线与基站配合的方式，完成通信无线系统的覆盖;如果控制中心的面积相对较大，则会在室外设置铁塔，在此基础上完成天线的架设，从而保障控制中心的无线覆盖范围，提升控制中心的信号质量。

3地铁通信无线系统的网络优化技术

3.1地铁通信无线系统网络信号

地铁通信无线系统在实际运行的过程中，要想保证其技术的优化质量，除了需要对网络铺设合理性展开优化之外，还要对地铁通信无线系统中的网络信号展开优化，不断提升网络信号在实际运行中的稳定性。通常情况下，地铁通信无线系统中的实际信号电平需要与标准信号电平保持一致，在此过程中需要对系统中的网络信号展开全面检测。如果在实际检测过程中出现问题，则需要在第一时间确定问题出现的原因、位置、现象以及严重性等，并对其展开全面的数据记录。针对记录中的信息数据，对故障展开维护管理，并且定期展开复查，这种方式能够保证地铁通信无线系统中网络信号传输的稳定性。对其展开数据记录的主要目的就是为今后地铁通信无线系统网络信号检测打下基础，进而保证地铁通信无线系统网络信号管理的质量。

3.2地铁通信无线系统优化算法

在选择优化算法的过程中，不同类型的信号，对应的优化算法也不同，目前可以将地铁通信无线系统中的优化算法分为三种类型，第一种为基站信号的优化算法，在此过程中如果检测到其中存在问题，则需要对信号中的发射功率展开优化，根据实际情况对其展开调整，在此过程中，可以通过网络管理的方法展开。第二种为改变基站耦合器参数，可以通过调整耦合器方向的方式，对地铁通信无线系统中的网络信号展开优化，这种优化方式经常在隧道信号较强但是站厅信号较弱的情况下使用。第三种为技术参数的优化，在地铁通信无线系统覆盖的过程中，基站会对信号产生一定的影响，面对这种情况，为了保证电台信号的质量，则需要对其中的技术参数展开调整。同时检测基站中信号的电场强度以及信号质量，根据最终的监测结果，对移动台的发射频率展开控制，进而保证地铁通信无线系统的技术优化质量。

3.3蛛网式通信架构

地铁通信无线系统的特点是强调通信便捷性，在进行通信作业的过程中，信号发射基站的数目一般只有1～2个（固定区间内），但用户数目却可能达到数百甚至上千人，为保证无线系统网络能够满足使用要求，应在现有基础上对通信架构进行完善。拟采用蛛网式通信架构，以信号发射基站为起点，信号发射呈现扇面辐射状，基站周围建设若干子基站和辅助站，子基站和辅助站分别进行信号的加强/提纯/二次发射（子基站）、加强/二次发射（辅助站），使无线信号在传输过程中受到的干扰能够得到控制，始终保持较高的可辨识率。不过蛛网式通信架构对建设资金的要求较高，一条长度为20km的普通地铁，需要建设5～10个子基站和15个左右的辅助站，一期建设资金为300～500万，每年的运维费用也在30万元左右，且需要应对室外环境破坏等问题，运维难度较大，可在后续工作中结合当地实际情况选择是否应用。

结论

随着人们对地铁通信无线系统的关注程度逐渐提升，如何保证地铁通信无线系统的运行质量，成为有关人员关注的重点问题。本文通过研究地铁通信无线系统的覆盖方式以及优化技术发现，对其进行研究，能够大大提升地铁通信无线系统的运行质量，同时还能够保证地铁通信无线系统运行的可靠性。由此可以看出，研究地铁通信无线系统的覆盖方式以及优化技术，能够为今后地铁通信无线系统的发展奠定基础。

参考文献

[1]李炳金.地铁通信的无线系统覆盖及网络优化路径探究[J].中国新技术新产品，2017（11）：93-93.

[2]陈静梅，郭善彬，王成龙.浅析地铁通信无线系统的覆盖及网络优化[J].工程技术：文摘版，2016（8）：00275-00275.

[3]毛卫兵.试论地铁通信无线系统的覆盖及网络优化对策研究[J].科学技术创新，2016（22）：155-155.

（作者单位：天津市地下铁道运营有限公司）