地鐵無線通信傳播體系探究范文

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本文作者：武斌單位：西安市地下鐵道有限責任公司運營分公司

1、民用信號接入地鐵的必要性

隨著科技的發展，民用通信系統在20世紀末期到21世紀初期迅猛發展，2G業務GSM、CDMA網絡覆蓋范圍不斷擴大，業務用戶量不斷攀升，無線通信方式給人們的生活帶來了極大的便利。同時近十年軌道交通快速發展，向市民提供快速、便捷、舒適的交通設施，將民用無線通信方式與地鐵結合起來，將整體提高地鐵運營服務質量。

2、移動運營商接入西安地鐵二號線制式

西安地鐵二號線引入民用無線通信系統采用寬頻帶組網方式，接入西安地鐵二號線的民用無線通信運營商有3家，包括移動、聯通、電信，接入制式包括：無線覆蓋范圍包含一類和二類2個區域。一類區域指人流密集的地下站廳、站臺、常有人值守的辦公區、旅客通道、換乘通道、換乘廳和出入口，包括部分車站地下商業街的營業區的覆蓋。二類區域指人流稀少的設備層、設備間、車輛段方向、停車場方向隧道以及停車線等。

3、西安地鐵二號民用無線通信系統合路方式

在西安地鐵2號線各個地下站點的民用通信設備室分別設置一套寬頻合路平臺（POI以及本地監控單元），共設置21套POI平臺。POI系統支持GSM900、DCS1800、CDMA800、TD-SCDMA、CDMA2000（預留）、WCDMA的引入端口。POI系統將移動通信基站的下行信號經合路后，再分別傳送至站臺層、上下行隧道區間、站廳層及出入口通道，完成射頻信號的下行覆蓋；反之來自站臺層、上下行隧道區間、站廳層及出入口通道的射頻信號，通過POI合路后，再分別送到各運營商基站的上行信號接收端，完成射頻信號的上行傳輸。

4、西安地鐵二號線民用無線通信系統隧道信號覆蓋方式

4.1區間漏纜覆蓋方式

地下站沿線隧道區間，采用泄漏電纜完成無線信號輻射。泄漏電纜集信號傳輸、發射與接收等功能于一體，同時具有同軸電纜和天線的雙重作用，適應現有的各種無線通信體制。本系統采用分纜輻射方式，上下行信號分開傳輸增加了收發的空間隔離度。泄漏電纜系統上行鏈路和下行鏈路各用一條泄漏電纜，雙線雙隧道中每條隧道均用一收一發共兩條電纜，在各個區間從相應的車站引出連續貫通整個區間。民用無線通信系統在隧道區間內要求引入信號頻段為600~2400MHz，不同頻段在泄漏同軸電纜上的傳輸特性各不相同，針對不同頻段信號在區間內的分布特點，采用光纖直放站的組網方案以滿足不同長度區間的無線信號覆蓋要求。低于1000MHz頻段信號：在區間隧道內盡可能采用無源方式解決信號覆蓋，以確保系統的穩定性、可靠性，同時也便于運營維護工作。高于1000MHz頻段信號：根據西安地鐵2號線各段隧道區間長度，為滿足信號覆蓋要求，在大部分區間內將設置光纖直放站設備，包括DCS1800、3G光纖直放站，并結合低于1000MHz頻段信號系統的設計，合理設置接入點，盡可能減少漏纜開斷。

4.2光纖直放站覆蓋方式

光纖直放站是一種光纖中繼型直放站，利用光纖傳輸低損耗、低干擾、布線方便，適合遠距離傳輸的特點。由靠近基站側的近端機及覆蓋區側的遠端機兩部分組成，一臺近端機可以帶多臺遠端機。由于光纖直放站通過光纖中繼，空間隔離度好，不產生同頻干擾，重發天線可全向覆蓋。較同頻轉發的射頻直放站具有工程選址容易、安裝靈活方便等優點。光纖直放站是一種高科技、高效率的服務系統，能夠利用光纖設備在低損耗、低干擾的情況下改善通信質量。地鐵用隧道光纖直放站不同于一般用于運營商移動通信網絡的設備要求，設備可靠性、穩定性以及可監控性均有非常高的要求。因此針對地鐵無線通信系統上、下行鏈路分路傳輸的特點，西安地鐵二號線無線通信系統的射頻端口采用收發分離的光纖直放站，避免了外置雙工器對系統鏈路的信號損耗。同時，光纖直放站采用波分復用技術，收發光信號共用同一根光纖，大大提高了光資源利用率。光纖直放站遠端機在隧道區間中的接入方式如下圖所示：光纖直放站前后端是多頻分合路器，它將各系統的光纖直放站設備的下行信號引入泄漏電纜，并將不同系統的移動終端的上行信號分離出來，接入不同系統直放站設備中，實現隧道區間各系統的延伸覆蓋。

5、越區切換實現方式

5.1越區切換位置說明

所謂切換，就是指當移動臺在通話過程中從一個基站覆蓋區移動到另一個基站覆蓋區，或者由于外界干擾而造成通話質量下降時，必須改變原有的話音信道而轉接到一條新的空閑話音信道上去，以繼續保持通話的過程。切換是移動通信系統中一項非常重要的技術，切換失敗會導致掉話，影響網絡的運行質量。因此，切換成功率（包括切入和切出）是移動通信網絡考核的一項重要指標。

5.2西安地鐵2號線中移動通信網絡小區信號切換位置

（1）沿地鐵線路的地下鏈狀蜂窩小區間的可靠切換、地鐵隧道洞口與室外的切換及地鐵各車站出入口通道與站外蜂窩小區之間的切換。（2）移動系統地下信號的切換在地下完成；車站出入口切換點設置在出入口通道內。隧道與地面信號的切換采用定向天線外泄信號后在地面完成。6、結束語民用通信系統引入地鐵將為乘客提供良好的通信保障，從而整體提高地鐵的服務質量，民用通信系統在地鐵服務中的重要性逐步體現，同時如何提高民用通信系統在地鐵應急通信中的作用也將成為今后地鐵運營管理中重點考慮的問題。