潘成燦

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地鐵中無(wú)線信號(hào)覆蓋優(yōu)化方案探討

潘成燦

廣州地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)事業(yè)總部，廣東 廣州 510500

在信息化時(shí)代，人們對(duì)于無(wú)線通訊信號(hào)的需求是無(wú)所不在的。地鐵隧道屬于狹長(zhǎng)型的場(chǎng)景，宏站覆蓋方式和分布系統(tǒng)都難以實(shí)現(xiàn)無(wú)線通訊信號(hào)的有效覆蓋。加之運(yùn)營(yíng)商的惡性競(jìng)爭(zhēng)，地鐵無(wú)線信號(hào)覆蓋水平普遍偏低。共建共享行業(yè)辦法的出現(xiàn)為地鐵無(wú)線信號(hào)覆蓋的優(yōu)化提供了契機(jī)。因此，基于共建共享的地鐵無(wú)線信號(hào)覆蓋優(yōu)化方案進(jìn)行了探究。

地鐵；無(wú)線信號(hào)；覆蓋；優(yōu)化方案

引言

近年來(lái)，移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展極大的改變了人們的生產(chǎn)生活方式，為人們的信息獲取和通訊提供了許多便利。移動(dòng)通信用戶的注冊(cè)數(shù)量逐年上升，通信市場(chǎng)逐漸走入規(guī)范化運(yùn)營(yíng)。以移動(dòng)、電信、聯(lián)通為代表的移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商在市場(chǎng)上形成相互競(jìng)爭(zhēng)的局面，共同促進(jìn)通訊行業(yè)的更好發(fā)展。但隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，各大運(yùn)營(yíng)商之間的競(jìng)爭(zhēng)逐漸演變成一種“競(jìng)價(jià)求進(jìn)場(chǎng)”的扭曲行為，對(duì)移動(dòng)通訊營(yíng)銷(xiāo)和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)都產(chǎn)生不利影響。尤其是在地鐵移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面，多家運(yùn)營(yíng)商的多套無(wú)線信號(hào)覆蓋設(shè)備同時(shí)進(jìn)場(chǎng)，將占用較大空間，既不經(jīng)濟(jì)，也不現(xiàn)實(shí)。為保證地鐵移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的良好發(fā)展，必須促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)共建共享，并以此為基礎(chǔ)，對(duì)地鐵無(wú)線信號(hào)覆蓋進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1 地鐵隧道信號(hào)覆蓋需求

地鐵已逐漸成為人們重要的出行交通方式，尤其是在北京、上海等一線城市，乘坐地鐵的乘客數(shù)量已經(jīng)成為所有交通出行方式中最多的一種。因此，地鐵無(wú)線信號(hào)覆蓋尤為重要，不僅是人們?nèi)粘３鲂械男枨?，也是移?dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的發(fā)展需要。地鐵場(chǎng)所的無(wú)線信號(hào)覆蓋于其他場(chǎng)所不同，在技術(shù)上有較高難度。地鐵場(chǎng)景主要包括站臺(tái)、車(chē)廂、隧道燈，不同場(chǎng)景的信號(hào)覆蓋需求也有所不同，無(wú)線參數(shù)配置應(yīng)體現(xiàn)出相應(yīng)的側(cè)重點(diǎn)。而且地鐵屬于人群密集區(qū)，尤其是在早晚高峰期間，人流量大，用戶的通信服務(wù)需求集中，因此對(duì)系統(tǒng)容量配置要求也相對(duì)較高。人們的通訊需求主要集中在站臺(tái)通信需求和車(chē)廂內(nèi)的通訊需求兩方面，其中，由于地鐵車(chē)廂是一個(gè)密閉空間，車(chē)體會(huì)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生一定干擾，加大信號(hào)衰耗，因此在信號(hào)功率配置上應(yīng)該做出提前預(yù)留。此外，由于地鐵在運(yùn)行期間處于快速移動(dòng)狀態(tài)，無(wú)線信號(hào)覆蓋還要對(duì)多普勒頻移進(jìn)行預(yù)加重。無(wú)線信號(hào)衰耗原理如圖1所示[1]。

2 地鐵通信系統(tǒng)的優(yōu)化方案

2.1 共建共享的解決方案

針對(duì)于各大移動(dòng)通訊運(yùn)營(yíng)商的競(jìng)爭(zhēng)為題，地鐵無(wú)線信號(hào)覆蓋建設(shè)必須實(shí)現(xiàn)共建共享。基站建設(shè)工作應(yīng)在通信管理局的協(xié)調(diào)下進(jìn)行，對(duì)于能共建的部分必須共建，能共享的部分可以申請(qǐng)共享。由通信管理局牽頭，負(fù)責(zé)地鐵移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的協(xié)調(diào)管理工作，禁止運(yùn)營(yíng)商和地鐵管理方面簽訂私下協(xié)議，尤其禁止簽署排他協(xié)議。由通信管理局出面，組織各大運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行統(tǒng)一談判，實(shí)行三家輪流牽頭承建，其他兩家跟進(jìn)建設(shè)的方式，共同完成地鐵無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)工作。在費(fèi)用承擔(dān)方面，共建項(xiàng)目的建設(shè)費(fèi)用由承建方承擔(dān)，其他兩家運(yùn)營(yíng)商在項(xiàng)目建成后，以租金結(jié)算的方式進(jìn)行付費(fèi)結(jié)算[2]。

圖1 無(wú)線信號(hào)衰耗原理圖

2.2 地鐵場(chǎng)景覆蓋方案

地鐵場(chǎng)景覆蓋方案設(shè)計(jì)是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工作，因?yàn)榈罔F無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋設(shè)計(jì)到多個(gè)場(chǎng)景，而且每個(gè)場(chǎng)景的覆蓋需求和特點(diǎn)差異較大，所以與其他場(chǎng)景的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有較大區(qū)別。其中隧道信號(hào)覆蓋是地鐵信號(hào)覆蓋的設(shè)計(jì)難點(diǎn)，為了區(qū)分隧道走向，取一個(gè)方向?yàn)樯闲袇^(qū)，則另一個(gè)方向是下行區(qū)。由于地鐵隧道土建施工的技術(shù)要求高，運(yùn)營(yíng)商的承建單位不具有在地鐵隧道內(nèi)進(jìn)行施工的技術(shù)能力，因此無(wú)法采用傳輸走線與天線的布置方式，一般采用泄露電纜鋪設(shè)，利用電纜表面的電磁波磁場(chǎng)進(jìn)行泄露覆蓋[3]。

2.3 關(guān)鍵設(shè)備分析

地鐵無(wú)線通訊信號(hào)覆蓋系統(tǒng)建設(shè)需要的關(guān)鍵設(shè)備主要包括泄露型同軸電纜、干線放大器、耦合器和功分器等無(wú)源器件、以及合路器和分路器。泄漏電纜是射頻信號(hào)的傳輸信道，相當(dāng)于射頻信號(hào)的發(fā)送接收天線單元。通過(guò)電纜開(kāi)槽建立信號(hào)的泄露電磁場(chǎng)，不同的開(kāi)槽形狀可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的全面覆蓋。在地鐵隧道分布系統(tǒng)施工中，應(yīng)采用直徑較粗的泄露電纜，使電場(chǎng)強(qiáng)度更加均勻。干線放大器是用于彌補(bǔ)信源的電磁衰耗，在兩站距離較長(zhǎng)的隧道中需要架設(shè)干線放大器。系統(tǒng)使用的無(wú)源器件包括耦合器、功分器和無(wú)源天線等，其主要功能是對(duì)無(wú)線信號(hào)的重新分配，使其變換為適合傳輸線傳導(dǎo)的電流信號(hào)。在需要架設(shè)干線放大器的系統(tǒng)還需要使用合路器與分路器，在進(jìn)行放大前將不同頻道的信號(hào)進(jìn)行分離，分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的放大器放大后在通過(guò)合路器合并，繼續(xù)進(jìn)行傳輸[4]。

3 POI系統(tǒng)

POI即多系統(tǒng)合路平臺(tái)，是地鐵無(wú)線信號(hào)覆蓋系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。通過(guò)POI將信源與分布系統(tǒng)進(jìn)行連接，起到橋梁和紐帶的作用。在POI中，上、下行信號(hào)分開(kāi)傳輸，用RXPOI和TXPOI分別進(jìn)行表示。其主要功能是對(duì)不同運(yùn)營(yíng)商的上、下行鏈路信號(hào)進(jìn)行合路與分錄處理，并過(guò)濾頻帶間的互相干擾。上行POI負(fù)責(zé)對(duì)不同制式移動(dòng)終端發(fā)送到上行POI的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并將信號(hào)分離后傳送到對(duì)應(yīng)運(yùn)營(yíng)商的基站。下行POI負(fù)責(zé)對(duì)來(lái)自不同基站、不同頻帶的信號(hào)合成，使其在同一個(gè)天饋系統(tǒng)下傳播。POI設(shè)備組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖2所示[5]。

圖2 POI設(shè)備組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，地鐵移動(dòng)信號(hào)覆蓋建設(shè)是一項(xiàng)重要工作，關(guān)系到廣大地鐵乘客對(duì)移動(dòng)信號(hào)使用的需求，也對(duì)移動(dòng)通訊運(yùn)營(yíng)商的發(fā)展有重要影響。地鐵無(wú)線信號(hào)覆蓋建設(shè)具有較高的技術(shù)難度和復(fù)雜性，應(yīng)在共建共享的基礎(chǔ)上，采用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，提高信號(hào)覆蓋范圍和信號(hào)強(qiáng)度，盡可能的滿足用戶的用網(wǎng)需求。

[1]羅成剛, 梁迪. 地鐵專(zhuān)用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋及場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算[J]. 信息通信, 2015(1):166-168.

[2]陳斌.西安地鐵二號(hào)線無(wú)線信號(hào)覆蓋方案[J].中國(guó)新通信, 2013(5):72-73.

[3]馬力,孟金成.不同長(zhǎng)度地鐵隧道無(wú)線信號(hào)覆蓋解決方案的對(duì)比分析[J].科技視界,2012(31):210-210.

[4]郭峰.基于共建共享規(guī)范的地鐵型公共場(chǎng)所無(wú)線信號(hào)覆蓋及優(yōu)化研究[D]. 天津大學(xué), 2012.

Discussion on Optimization Scheme of Wireless Signal Coverage in Subway

Pan Chengcan

Head Office of Guangzhou Metro Group Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 510500

In the information age, people demand for wireless communication signal is omnipresent, the subway tunnel is a narrow type of scene, macro station coverage and distribution system are difficult to achieve the effective coverage of wireless communication signals.Coupled with the vicious competition of operators, subway wireless signal coverage is generally low.The idea of sharing and sharing industry provides an opportunity for the optimization of subway wireless signal coverage.This paper will explore the optimization scheme of subway wireless signal coverage based on co-construction.

subway; wireless signal; coverage; optimization scheme

U231.7；TN929.5

A

1009-6434（2017）04-0006-02