地面無線通信信號覆蓋地鐵的研究

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【摘要】

隨著我國通信事業(yè)的不斷發(fā)展，人們對無線網絡的需求與日俱增，對地面無線通信信號覆蓋地鐵的要求逐漸有了技術上的突破。本文針對信號覆蓋技術進行了分析，提出了相關的經驗及方法論證。得出了將天線列陣技術適用于地鐵站臺，泄露同軸電纜適用用隧道的一種地面信號覆蓋地下的有效方法。

【關鍵詞】無線通信；地鐵；信號引入；信號覆蓋

城市地鐵交通四通八達，在地鐵中與外界的信息交流受到了阻礙，GSM公眾無線通信的為地鐵乘客及工作者提供了通信與網絡服務，大大的提高了人們的生活水平。為了維護地鐵的安全與質量，滿足公安機關與消防部門及時的為公民服務，將地面信號引入地下，使地下在網絡的覆蓋中正常運行。

1地下無線覆蓋系統需求分析及功能要求

在地鐵里，有專門供地鐵工作人員進行管理溝通、維修調度的無線系統，但并不能向外界進行聯系。地上的公安部門具有覆蓋整個市區(qū)的無線通信網絡，但對于地鐵信號的接收與傳遞無能為力。這就導致地上的人員與地下的人員無法完成溝通工作，緊急情況的發(fā)生將會失去與外界進行聯系的方式，導致救援不及時，造成無法彌補的損失。所以將地面的無線信號頻率引入地下，建立雙方可以交流溝通的地下無線覆蓋網絡是十分具有必要性的。為了滿足地下與地面的有效交流，地下無線覆蓋系統必須得具備必要的要求，要求地表與地面無障礙溝通，地鐵線路之間能夠無障礙溝通。除此之外，還得具有地表環(huán)境下的所有網絡功能，無線網絡要覆蓋整合地鐵空間，覆蓋的區(qū)域是否廣、效益是否高、質量是否好會直接決定通話的質量與信號的強度。

2信號引入方式的比較

通過地面無線網絡引入到地下，在地下設置基點，網絡從地面引入到基點，然后通過基點將信號覆蓋整個地鐵區(qū)域。這種引入方式共有兩個方法，分別是集中引入和分散引入。

2.1集中引入

在引入之前，要在地下設置基點，基點最好是開闊地點及整個地鐵脈絡的中心地點。地面的信號通過專用鏈路將信號傳送到地下的地鐵基點站，地鐵基點站又通過光纜將信號頻率傳輸到各車站的多信道再生中繼器，中繼器將信號進行放大，通過功分器將信號分給兩部分：①傳送到天線列陣覆蓋的地鐵站廳；②通過隧道的泄露同軸電纜覆蓋整個隧道。

2.2分散引入

分散引入一集中引入略有不同，即在每個地鐵上安裝鏈路信號引入點，負責通過專用鏈路將地面?zhèn)鬟_的信號進行吸收。同時又將信號傳達給地鐵的基點，由基點將信號傳給各車站的再生中繼器，由中繼器進行放大劃分，一部分供給站廳的天線列陣，另一部分通過泄露同軸電纜覆蓋整個隧道。

2.3兩種引入方式的比較

集中引入方式只需要在地下建立一個基點，通過系統交換機加以改進，就可以完成對整個地鐵系統進行信號傳送，就像一個大網將整個地鐵覆蓋起來，而且這種方法對頻率的占用比較少。由于集中引入法地下的基點只有一個，因此連接地下與地表的線路只有一個，只需要對于該線路進行備份就能保證該條線路的安全性。而分散引入法需要在每個車站建立一個基點，才能完成整個地鐵系統的的信號傳送，難以加強與其他地鐵站之間的聯系，同時基點的眾多必然導致鏈路的增多，對鏈路的保護會給整個系統加強負擔，既要防范人為的破壞，又要防止鏈路的設置對一些設施的運行造成不必要的麻煩。另外花費巨大，投資成本高，經濟效益不佳。

3信號覆蓋方式的比較

地鐵內的信號覆蓋主要有站廳覆蓋及隧道覆蓋兩種方式，在站廳內，由于很多障礙物的影響，會對信號的傳播進行吸收或者反彈，如此便會對信號的傳播速度及質量帶來一定的影響，再加上地鐵站臺多是長條形，因此使用天線列陣能有效的加強的信號流通的速度，防止了信號被吸收造成信號質量不高的后果發(fā)生、而在隧道內，由于隧道內的傳播條件復雜，波導的傳輸效果又時刻受到隧道橫截面積、隧道的材質、巖石等綜合情況有關，因此在隧道內采用泄露同軸電纜或天線覆蓋系統進行信號覆蓋。在隧道內采用天線覆蓋系統進行信號覆蓋經檢驗，受到路徑損耗、隧道彎道、車頭車尾等對信號的阻擋，致使信號干擾常有發(fā)生，嚴重影響通話質量，當隧道過長時，通話根本就無法進行。而在隧道內安裝泄露同軸電纜能有效的極大的減少在傳輸信號過程中信號的衰減現象，很好的保持通信效果，而多個系統共用一根漏纜不僅減少了設置電纜的投資成本，還能起到相同的信號覆蓋效果。

4小結

綜上所述，將地面的信號系統接入地下并不是不能實現的。通過集中引入法將信號系統傳到基點，然后通過中繼器將信號一部分通過天線列陣傳到站廳，另一部分通過泄露同軸電纜覆蓋隧道。通過這種方法可以滿足用戶在地下對網絡通信的高質量體驗。

參考文獻

[1]張雙健，吳壽莊.地面無線通信信號覆蓋地鐵的研究和實踐[J].城市軌道交通研究，2002，02：68~72.

[2]羅成剛，梁迪.地鐵專用無線通信網絡覆蓋及場強計算[J].信息通信，2015，01：166~168.

作者：袁馬祥 單位：南京地鐵運營有限責任公司