现代地铁民用通信中的无线覆盖建设研究

现代地铁民用通信中的无线覆盖建设研究

摘要：地铁以其运输量大、速度快、节约土地等优点成为各大中城市解决市民

交通出行需求的首先方案，近年来地铁建设如火如荼。作为保障地铁运营指挥、

安全防护、安全治理、旅客服务的通信系统在地铁的应用方案也得到不断完善与

提高。

关键词：地铁覆盖；多网合路共存；系统间干扰；组网方式；

城市轨道交通建设如火如荼，保障和提升地铁运营服务的无线通信需求也急

剧增加，不同无线技术的特点及有限的频率资源难以满足独立承担起众多的业务

需求。

一、地铁无线覆盖的特点及思路

1.地铁无线覆盖的特点。地铁的无线覆盖分为地面和地下两部分。通常是指

地面站和高架地面站，通常由大型的室外网络覆盖，部分运营商在一些交通高地

面站和建设高架站街站天线阵列来吸收交通或分配系统。地下部分是指地铁的地

下车站，通常被称为地下部分。与室外的大型车站和普通建筑相比，地铁的无线

覆盖具有以下特点。（1）地铁车站由三部分组成，即车站层、站台层和隧道区，覆盖范围很广。（2）地铁的高峰和休闲时间有很大的不同，瞬时的交通量是高的。（3）地铁一般采用由多家运营商构建的覆盖系统，具有较大的干扰性和较

高的工程复杂性。（4）地下部分基本上是一个信号盲区，没有室外信号。（5）

隧道长度不固定，施工方案不同。

2.地铁无线覆盖方式。通常有几种无线覆盖地铁的方式。（1）各运营商应构

建一套自己的无线覆盖分销系统。（2）每个运营商应建立一个分销系统，以满

足所有无线系统的接入。（3）由第三方建设分配系统，电信、媒体运营商根据

自身需要租赁系统。目前，建设的主要方式是第三方建设的配送体系，每个运营

商都可以根据自己的需求进行租赁。集约化建设方式示意图如图1所示

3.地铁无线覆盖思路。（1）考虑到地铁隧道空间的局限性，从节约成本的角

度出发，每个运营商应共享一套配送系统。（2）在地铁隧道无线覆盖设计中，

设计为纯被动系统。在增加隧道区间内的活动设备后，系统稳定性较差。地铁运

行后，隧道间隔时间较短，应急处理能力较差。（3）道路的运营者进行更多的

覆盖，将导致各系统之间的干扰，通过发送和接收点的分配系统，引入系统平台（POI），抑制系统，增强隔离比之间的相互干扰。（4）为了保证车站通信的稳

定性，建议在各车站设置独立的微元系统，以避免光纤直接停车的施工方式。（5）根据地铁车站的使用情况，地铁的位置和规划面积应更合理，在一定的房

间面积扩大后，尽量安排在站台上，以及基站。

二、地铁无线覆盖解决方案

1。新分配系统的设计思想。地铁车站通常由站台、站台层和双向通道组成。该站设有通道、自动扶梯、进出检票口和地铁控制中心。站台是旅客候车、上下

游的区域，地铁站站台结构有岛型站和侧型站分，岛站站台在中间，轨道两侧；

侧站的轨道在中间，平台在两边。地铁车站、站台、隧道区配电系统的设计思路：（1）隧道区域覆盖有泄漏电缆。（2）海岛站平台层由天线阵与泄漏电缆相结合。（3）侧站平台层覆盖天线阵。（4）站场及出入口通道及设备层应覆盖天线阵。（5）传输站的传输通道覆盖天线阵。

2.大厅无线覆盖设计。地铁站的地铁车站通常是开放的大厅，面积3000-3000

平方米，堕胎是密集的，但是速度很慢，无线覆盖的车站大厅可用于建筑传统的天线阵，一般只需要一套POI车站大厅设备可以满足需求的覆盖（POI设备将每个操作系统和道路覆盖”）。自由空间传播损耗的计算公式为。

式中：

Ls———电磁波在自由空间传播时的传输损耗（dB）

d———传输距离（m）

f———电波频率（Hz）

c———光速（m/s），c=3×108m/s

上式的对数表示式为

天线点间距一般为20~30 m，半径为10~15m，建议使用小天线功率覆盖更多的站厅，考虑到人流密度、预留系统储备，根据工程经验建议天线半径为10 m 左右。在设计时，天线的入口功率有很大的边界，每个系统的无线信号都可以无缝地覆盖。站厅分布系统设计时，需要综合考虑室内和室外开关，车站大厅和平台层开关，以确保用户从外面的车站大厅，从车站大厅呼叫信号顺利切换时的平台层。

3.站台设计。一般地下站岛式站比较普遍，高架站侧式站偏多，但地铁的换乘、地质的结构、车站出入口位置的选择均会影响到地铁站台的设计方式。侧式站的站台层通常采用天线阵进行覆盖，而岛式站的站台层常采用天线阵和泄漏电缆相结合的方式进行覆盖。泄漏电缆从站台侧壁中轴线附近开始向两侧敷设，各运营商的基站信源在通信机房内接入POI，各信号经过POI合路后通过馈线跳接到泄漏电缆上，进行隧道区间无线覆盖，在跳接之前一般耦合一路信号来覆盖站台的天线点阵，因此，站台和隧道区间均在同一个小区内。

4..隧道区间的覆盖设计。隧道区间的无线覆盖都是通过泄漏电缆来进行的，目前主要使用的泄漏电缆是安弗施和安德鲁2家国外厂商的1-5/8″泄漏电缆，国内生产泄漏电缆的厂商有亨鑫和汉通。现以安德鲁RCT7-CPUS-3A-AX型泄漏电缆为例，计算各系统在隧道内的覆盖距离。通过计算可以得出：2站隧道区间距离在1 500 m时，CDMA网、GSM网都可以良好地覆盖隧道区间，达到边缘场强-85 dB的设计指标，只有超过1 500 m才需要在隧道区间增加2G有源设备来增强覆盖信号。但从链路计算中得出：各家运营商从基站输出的3G信号在泄漏电缆上输出310 m后就无法覆盖隧道了，必须在隧道区间内断开泄漏电缆来增加有源设备。为了兼顾2G、3G以及WLAN各系统的覆盖需求，2个地铁站之间每隔500-600 m就需要断开一次，增加有源设备馈入点。此外，断点的数量与机房内POI 设备的插损以及机房至隧道泄漏电缆间的馈线长度有很大关系。

三、地铁无线通信技术的应用

1.为了实现线路自动化改造项目（无人驾驶地铁）在必要的安全水平，在汽车、铁路和危险活动的平台上进行监测和评估，异常事件需要安装平台车辆、道路、实时视频监控系统；提高旅客的舒适性和非关键的旅行体验，如汽车网络连接（未来几年，乘客可能无法接受没有网络连接），以及其他娱乐设施，视频点播，或可能成为吸引顾客的必需品；同时，还将提升运输公司的品牌形象。2000万的带宽都是可用的，而且很快就会难以满足应用程序业务的需求。此外，技术的淘汰（尤其是在通信技术领域）将很快到来，而且往往与列车系统的生命周期不匹配。例如，铁路GSM-R系统仍处于部署阶段，该产品的生命周期已成为基础设施运营公司的主要关注事项。4G技术是否将很快被跨越，这一担忧将不会在需