地铁通信专用无线系统覆盖及网络优化研究

王一桥

(大连地铁运营有限公司，辽宁 大连 116000)

0 引言

无线系统是地铁重要的系统之一，可保障司机与行车调度的日常通话，同时确保维修人员手持台的使用性。对于地铁而言，它的安全性要求非常的高，因此，地铁无线系统采用的是800 M的专用无线频段，不论是车载台、固定团、手持台还是行车调度台都是采用专用的频点和网络，确保地铁无线系统的有效性。文章详细探讨了地铁通信专用无线系统的覆盖及网络优化，为后续全面提升地铁通信专用无线系统性能提供帮助[1]。

1 地铁无线信号简述

地铁中充斥着不同的信号，每一个信号都会发挥不同的作用。一般地铁中会存在5～10个信号，大致分为民用通信信号，即移动、联通和电信；警用通信信号，即350 M无线信号；专用通信信号，即800 M无线信号；无线WiFi信号，2.4 G以及其他的一些特殊频段。这些信号都是由各大运营商建立并维护，在地铁覆盖的时候，会充分考虑地铁的实际情况和铺设的成本，避免同频干扰，也让每一个用户可以在地铁中享受较强的信号。因此，当下的很多地铁无线信号都是采用蜂窝式，而且要在机房内预留好扩容接口，方便日后提升容量[2]。

地铁覆盖网络涉及无线、电源以及通信传输系统3个部分。无线系统避免多系统之间的干扰，一般采用无线主设备利用POI或者多频分合路器进行上下行合路，通过室内分布系统以及天馈设备对地铁的站厅和站台进行覆盖，同时采用漏缆的方式对区间隧道进行覆盖，从而确保地铁无线系统的使用。电源方面基本上采用两个方式进行覆盖，即组合开关电源对机房内的无线、传输设备进行供电，或者采用远端直供方式对无线的相关设备进行供电，例如隧道或者弱电井都是采用远端直供的方式确保电源稳定性。传输则是采用48芯光缆进行铺设，通过BBU和RRU对隧道以及弱电井进行全面的信号优化和覆盖，确保地铁通信之间的数据交互，真正完成地铁无线信号的覆盖内容[3]。

2 地铁无线信号覆盖情况

2.1 覆盖内容

地铁无线信号的覆盖主要包括3种内容，即民用通信、专用通信和警用通信。民用通信就是三大运营商，即移动、联通和电信。专用通信则是800 M无线系统或者当下比较流行的1.8 GLTE无线系统。警用通信则是采用350 M无线系统。3个不同的频段，不会产生同频干扰，都会采用天馈设备在站台、站厅以及员工区进行实际的布点，确保上述3个区域没有任何无线信号的盲区。隧道则是采用漏缆的方式进行铺设，在较长的隧道还会采用无线直放站的方式对无线信号进行放大，从而确保3种不同的无线信号可以覆盖整个地铁。此外，地铁中还有一些其他的无线信号，比如无线WiFi信号，即2.4 G，还有很多地区覆盖了5G信号，即5.8 G。总而言之，不同频段的信号基本上都会采用上述方式进行信号覆盖，避免造成同频干扰，影响通信[4]。

换乘车站的覆盖方式与地铁大致相同，但是由于换乘站存在不同的线路、不同的设备、相同的功能，因此换乘站需要额外注意，一旦配置出现问题，容易导致同频干扰。例如，如果没有换乘站的地铁，专用无线系统的频点分布基本上采用ABAB复用的方式，这样前后车站不会出现相同的频点，也就不会产生任何的同频干扰。但是如果有换乘站的地铁，就要加一对频点，即ABCABC复用的方式，在换乘站的前后左右，要将所有频点分开配置，这样就可以避免同频点的情况，避免同频干扰[5]。

2.2 覆盖方式

2.2.1 站台和站厅

站厅和站台基本上要求场强在-65 dbm以下，而且都是采用天馈设备进行覆盖，各个系统采用上下行的分布方式进行网络覆盖，间隔距离必须大于0.5 m，覆盖面积考虑15 m2，传播的模型也是采用自由空间传播，损耗按照L=32.4 lgf+20 lgd+20 lgf进行计算，具体的站厅和站台的最小功率为：CDMA，880 MHz；GSM，960 MHz；TD-SCDMA，2.370 MHz；WCDM，2.145 MHz。室内吸顶天线增益，CDMA，GSM，TD-SCDMA以及WCDM是2.1dB。传播损耗，CDMA在54.8 dB，GSM在55.6 dB，TD-SCDMA在63.4 dB，WCDM62.6 dB[6]。

2.2.2 区间切换

列车在区间隧道中需要不同基站的切换，以GSM为例，切换实际要小于6 s，因此切换的距离在22.3(每列车时速在80 km/h)×6=133.8 m，所以需要在切换成功率以及漏缆开断点进行留存，确保列车在快速通过的时候，可以把控信号切换。

2.2.3 停车场区域

停车场一般比较空旷，基本上都是采用铁塔的方式进行仅消耗覆盖，很多楼内的覆盖可以采用定向天馈，这样可以满足停车场以及停车场楼宇的场强需求[7]。

2.2.4 控制中心区域

控制中心区域的面积相对比较小，主要是采用基站和天馈设备进行覆盖，如指挥大厅，可以采用定向天线的方式进行全面覆盖，但是每个覆盖的地方都有各自的优点和缺点，最重要的是覆盖的过程，需要全面结合区域特点和楼宇情况，避免覆盖地区有盲区，而且保证每一个区域都要有无线通信网络进行覆盖，保证地铁通信服务质量[8]。

图1 地铁专用无线信号覆盖

3 地铁通信专用无线信号网络优化措施

在完成地铁通信专用无线信号的布点之后，就要对无线信号进行优化，确保每一个区域的专用无线信号满足人们的需求。一般在测试覆盖电平的时候，需要配备场强测试仪，在每一个测试点位进行数据记录和分析。对于地铁通信无线网络而言，调整无线信号场强就是调整无线基站的耦合器和基站的发射功率，一般信号比较弱的时候，需要调整基站的发射功率，争取达到比较好的优化效果，但是如果信号比较强或者电平强度差值比较大，就要改变耦合器，例如将二功分器改换为四功分器。而且对RXLEV_ACCESS_MIN的相关参数进行更改，这样确保上下行信号不平衡差值减小。基站要控制发射功率，最常见的设置为-102。在开展实际网络活动的时候，要反复进行测试，从覆盖通话质量中找出平衡点，保证覆盖范围。另外，对发射功率的最终预算进行空载，一般情况下，上行信号都要强于下行信号，最大化设置功率参数，保证覆盖性能获得强化。SLOW_RESELECET_HY_STERESIS延迟参数，确保在交叉的区域进行信号无空隙覆盖，对信号的阈值进行有效的控制，保证设备可以快速切换，确保信号全面覆盖[9]。

4 地铁通信专用无线系统的发展趋势

当下我国的数字集群技术非常成熟，在我国地铁无线通信中占有重要地位。如今随着我国科技技术的飞速发展，数字通信技术也在不断地进步，这对地铁无线通信集群技术起到了很大的推动作用，主要表现在以下3个方面。(1)现如今的地铁无线通信系统采用TETRA系统，它是数字集群的代表，可以将语音、数据进行统一的交换，提高工作效率，反应时间短，而且安全性好，整体的运行成本更低。(2)可以实现终端之间的数据交互，确保地铁内的资源和信息共享，确保应急信息的有效互联互通，充分实现用户和用户之间的沟通。(3)加强对数字集群的控制，为设备研发能力提供保障。总而言之，随着城市轨道交通规模越来越大，城市修建的地铁越来越多，无线通信系统的重要性不言而喻，对于复杂的地铁交通网络而言，如果无线通信存在问题，那么就会对地铁的安全运行造成很大的影响。因此，确保地铁无线通信系统的发展水平，也是保证地铁网络优化的重要内容，能够为地铁的快速发展提供最大的助力[10]。

5 结语

地铁通信专用无线系统是保证地铁司机与行调的有效沟通方式，而无线信号覆盖可以保证通话的有效性，一旦信号覆盖存在问题或者有任何的缺失，那么无线系统的通话就会受到很大的影响。因此，对于地铁通信专用无线系统要全面把控，对于信号覆盖要进行有效的确认，确保信号覆盖没有任何问题，做好网络优化工作，为专用无线系统的稳定运行提供保障。