地铁专用无线通信系统方案的研究设计

赵蓉 蔡果佑

【摘要】 地铁通信系统中最重要的是无线通信系统，它不仅确保地铁车辆实现快速运营，还保证了地铁的安全性。研究地铁中的无线通信系统的运用，以TETRA基站系统作为跳板，分析地铁专用的无线通信系统方案，主要包括：设计分析、无线覆盖设计、系统结构设计、容量规划等。

【关键词】 地铁 无线通信 系统

国民经济正在不断发展，城市地铁也处于逐步完善中，当前我国地铁建设已经进入一个高峰期。地铁中无线通信是列车与列车和运营机构间的一种联系手段，它保障了用户的安全和行车途中的安全性。本文研究了地铁中的无线通信系统的运用，以TETRA基站系统作为跳板，研究地铁专用的无线通信系统方案，目的在于设计出完善、系统的通信方案，以便推进地铁产业更好地发展。

一、地铁无线通信系统设计方案

1.1设计分析

本文所说的专用无线通信系统包括了有线和无线两方面，并且由很多TETRA系统基站来组合而成。其中比较困难环节在于，无线磁场强弱的覆盖设计和信号干扰等问题。无线通信的组成环节包括无线交换控制中心设备、网络设备的维护管理、TETRA基站、光纤直放站、列车车载台、漏泄同轴电缆以及其他设备和传输通道。专用的无线通信系统的核心部分包含了五个方面，分别为：中心交换控制器、访问位置寄存器、具有设备的网管、服务器的调度、基站控制器等。本次的设计采用全新的IP构架中的TETRA系统来进行处理，系统内部的处理数据都交由IP管理，其中也包含了调度台在内的全部中心交换设备。因为采取了先进且畅销的IP核心系统，所以才能各个系统具有更好的运用功能和扩充能力。同时可利用新颖的IP核心系统来完善多条铁路的分享功能，而且还能使用VPN服务的数据和语音通话功能。

1.2无线覆盖设计

（1）无线覆盖设计概述。Tetra曾研究了无线通信系统在地铁站台、停车场、站厅等等的周边处所产生的信号覆盖情况，为此做了以下几个要求：一、通话的音量传输：信号噪音比率大于等于20分贝；误码比率小于等于4%；地点话量比率大于等于95%。二、无线电场强覆盖：第一，车门关闭，正常情况下通话音量是30分贝，如遇陡坡或隧道内的其他情况，通话音量会逐渐上升；第二，手放在腰部以下通话时，无线基站会根据此行径发出下行的信号，那样的话需要用户保持在规定的时间内不发出任何信号；第三，无线基站在发出上行的信号时，位于头部手持台的用户要在规定的时间内保持信号输入平稳；第四，不管列车是运行还是停止状态，列车电台都能在任何位置让人们有满意的效果；第五，在停车场、站台和车站等覆盖率高于95dB。

（2）无线覆盖范围。车站信号分布和隧道信号分布系统等组成了地铁无线覆盖的总系统，技术员需要在出口处等等的所有通道内安装天线和功分器及藕合器，这样站台、停车场、站厅等的通道内都会被其覆盖。无线通信覆盖的范围包括了六个地方，如下：第一，车辆和停车场所有的区域范围；第二，控制中心；第三，车辆和停车场与线的交集处；第四，折返线、避让线等的线路；第五，车站的站台、站厅等的公共区域范围；第六，建筑线内的联络线。

1.3容量规划

（1）话务量估算。设计方案配置49个2基站，2个4基站，系统的用户决定于基站和信息的配置。2基站有8个信道，其中可以分成1个控制信道和7个话务信道。4基站有16个信道，其中15个信道是可以使用的。根据目前的用户话务量来看，假如每个用户的通话量为0.012Er1，那么系统为排队的时间大于0秒的机率就小于5%。不同载波基站支持的话务量，2基站为3.19Erl，3基站为6.01Erl，4基站为9.04Erl，6基站为15.43Erl，8基站为22.09Erl，通常设计中所用的是2基站和4基站。2TTRX，单基站话务量3.19 Erl，基站数量49，话务量156.31Erl， 4TTRX，单基站话务量9.04Erl，基站数2，话务量18.08Erl，依照基站配置和基站数量，排队的时间大于0秒的机率就小于5%时，系统可以提供174.39的话务量给用户。

（2）交换机接口容量。系统的规划容量，1个节点的DXT3配置链接了TETRA基站共51个，106个载波数，13个调度台，用户总数为2000人。一个交换机最大的容量可以容纳100个TETRA基站，350个载波，250个调度台，用户容量总数可以达到64，000个。

二、结论

研究地铁中的无线通信系统，本文首先对隧道内的无线信号强度进行相关了解，之后分析了话务量和通话组，最后讨论了车次号和列车间的接口。只有了解了这些基本流程的应用，才能设计出更好的无线通信系统方案。本文对无线通信进行了分析和设计，通过不同的方案来满足系统的要求。综上所述，研究结果表明，地铁无线通信系统可以大幅度满足地铁范围内的用户通话和传输数据的大量需求。

参 考 文 献

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