地铁专用无线通信技术

浅谈地铁专用无线通信技术

[摘要]地铁专用无线通信系统是线路调度与高速运行列车之间关键的通信方式，不但肩负着提高运营效率的使命，更直接关系着行车安全。本文通过几种通信系统的科学比较，对tetra数字集群通信系统在地铁中的通信进行了介绍与分析。

[关键词] 地铁无线通信数字集群

中图分类号：u231 文献标识码：a 文章编号：

1专用无线通信系统的对比

近年来应用在地铁线路上用以解决专用无线通信的通信系统主要有gsm-r和tetra数字集群两种。首先这两种系统都是用来调度通信我而专门订制的通信系统，两者均能充分满足地铁运营对于调度通信的一切需要。gsm-r大多数应用于高速铁路，而tetra数字集群则多数应用于地铁专业。

gsm-r系统和tetra数字集群通信系统两种系统相比之下，如果采用gsm-r系统将无线调度通信和列车自动控制信息传输集成在同一个系统里，无疑是节省投资、提高通信系统使用效率！的一种逮径。但从国内外的经验来看：gsm-r系统应用于行车间隔短、车流密度大的城市轨道交通的情况还不多见，其主要还是应用于传统的铁路行业。而tetra数字集群系统在各国的地铁、轻轨等城市交通领域有大量的应用，因此在技术方面已经相当的成熟，同时采用tetra系统解决专用无线通信，也是为充分利用地铁已经获得的频率资源，解决城市日益紧张的频率资源，并且为整个城市地铁无线

通信网的全网统一性考虑，才采用tetra数字集群通信体制实觋城市地铁专用无线通信。

2系统结构的比较

出于地铁线路为长型的特点tetra数字集群通信系统按基站设置方式的不同可以分为以下几种系统结构：

2.1小区制：在地铁的控制中心或车辆段设置交换控制设备，在地铁沿线各车站设置基站，交换控制设备与基站之间通过有线传输通道连接，区闻架设漏泄同轴电缆实现全线场强覆盖。小区制的缺点是投资较高，存在较多越区切换：优点是信道利用率高，系统的故障弱化能力较强，尤其难得的是能够实现车站值班员与接近列车司机之间无须拨号就能建立的通信联系。

2.2中区制：在地铁的控制中心或车辆段设置交换控制设备，在地铁沿线的重要车站设置基站，其它车站设置射频放大设备，交换控制设备与基站之间通过有线传输通道连接，区间架设漏泄同轴电缆。中区制在设备投资、信道利用、越区切换频次、故障弱化能力等方面居中。

2.3大区制：在地铁的控制中心或车辆段设置系统能中央交换控制设备和基站，在沿线车站均设置射频放大设备，区间架设漏泄同轴电缆实现场强覆盖。大区制的优点是投资少，只需一个中央交换设备和基站，不存在任何越区切换，缺点是信道利用率不高，故障弱化能力较差。而且大区制最大的弱点是：不易扩容，特别是线路过长时无法满足实际要求。

综上比较，各种结构方式均有其优劣之处。而目前国内大多数地铁线路采用的都是小区制，究其原因主要是地铁线路存在线路延长要求、故障处理要求高等特点，而小区制可扩容性强、故障弱化能力强等正迎合其需求，所以大多数线路都采用小区制。

3信号覆盖方式比较

地铁内的特殊构适给信号的覆盖提出了很高的要求，目前现在最常用的射频信号场强的覆盖方式无外乎三种：

3.1采用隧道天线作为辐射源。该类覆盖方式投资省，设计比较灵活，缺点是场强覆盖难以控制，信号损耗较大，会对隧道内的电磁环境产生不良影响，无法为场强分布精确没计。目前在国内地铁实际使用先例很少。

3.2有源设备（光纤直放站或中继器）加分布式天线。这种方案的优点是在室内安装的电缆数减少；通过光缆进行传输可以降低电磁干扰，减少底部噪声。缺点是系统结构复杂，施工量大，信号覆盖不均匀；因需供电，故障率较高。

3.3采用漏缆作为传输线和分布。该类覆盖方式虽然造价昂贵，施工工程量大，但由于采用漏泄电缆能够实现对电磁渡传播和辐射的严密控制。因此，在国内地铁的建设中均得到了广泛的应用。

4 长大区间信号放大方式的比较

采用漏缆来实现区间隧道射频信号的场强覆盖，当区间太长时需在漏缆中间增加放大器对射频信号进行放大。常用的放大器有两种类型：采用射频直放中继嚣进行放大：中继器为一级有源设备，可

靠性好，在不级联的情况下，对原射频信号的附加延时小、，其下行载噪比获得的是基站的信号，其信号较好：而上行噪声也较小，对基站没什么影响；但射频直放中继器只能单向延伸，级联放大时互调影响较大；采用光纤直放站进行放大：光纤直放站包含近端射频调制、光路传输、远端射频解调、射频放大四个部分，故障点多；而且在不级联的情况下，光纤直放站附加时延大；但是光纤直放站可以从中间向两端延伸，可调方向性强；同时级联放大时，纤直放站级联放大时互调影晌较小。

综上所述，应该说两种方式各有利弊。当放大器不级联时，采用射频直放中继器比较合适；反之，当放大器需要多级级联时，刚采用光纤直放站更为有利。因此，在使用时需要因地制宜，采用最合适的信号放大方式。

5 tetra系统的比较

目前国内地铁中采用最为频蘩的专用无线通信 tetra系统主要

是eads公司的te tra数字集群通信系统和m otorola公司的dimetra数字集群通信系统：

eads公司的tetra系统，该系统采用了业内唯一的电信级交换平台，并整合了ip技术，能够包最好的系统性能和服务级别，同时还具备系统配置灵活、多个用户单位共享、系统安全性高、呼叫建立时间短以及很强的升级扩展能力等特点。m otorola公司的dimetra系统，该系统基于ip技术的上层网结构，对比与电路交换的方案有很大的优势，而且基站功能强大、动态主枧配置、可以实

现多节点的互联和组网、优异的回退机制等特点。

以上两种数字集群通信解决方案各有千秋，各类用户只能根据自身的规模、用户需求、安全需要以及扩展性选择。

经过上述多方面的比较。建议地铁专用无线通信采用tetra数字集群通信系统并以多基站加一级射频直放中继器结构组成系统，该结构的特点是频率资源利用率较高，话务分布较为均匀，能较好的满足群组通信的需求，干扰较少，系统可靠性较高，系统扩容灵活方便。

建立一个高效、安全、稳定的专用无线系统，成为了重中之重。通过采用国际先进的技术和设备，塑造—个满足一切使用要求的地铁专用无线通信系统，是一条地铁线路运营的关键。

参考文献

[1]普罗科斯.数字通信（第5版） .电子工业出版社；第1版，2011-6

[2]崔滨九.地铁通信信号工程建设监理100问.中国铁道出版社

[3]上海申通地铁集团有限公司轨道交通培训中心.城市轨道交

通通信技术.中国铁道出版社；第1版，2012-5