地鐵無(wú)線通信多系統(tǒng)引入問(wèn)題及措施

摘要：隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，通信技術(shù)也在不斷地發(fā)展，地鐵交通中無(wú)線通信系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展迅速，本文首先分析了地鐵無(wú)線通信多系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題及措施，接著，主要針對(duì)基于摩托羅拉的TETRA多系統(tǒng)的引入問(wèn)題進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：地鐵;無(wú)線通信;多系統(tǒng);問(wèn)題措施

引言

地鐵交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展對(duì)城市交通發(fā)展有極大的促進(jìn)作用，地鐵無(wú)線通信多系統(tǒng)的引入為其帶來(lái)了更加便捷高效的科技應(yīng)用。但是，在地鐵無(wú)線通信多系統(tǒng)也存在一系列的問(wèn)題，由于地鐵的空間有限，各類無(wú)線通信信號(hào)不能自由進(jìn)入，在無(wú)線通信系統(tǒng)的設(shè)備中，不管是移動(dòng)、聯(lián)通、電信的無(wú)線信號(hào)，都不可以在地鐵中無(wú)限制地傳播。要解決此問(wèn)題，就必須在進(jìn)行地鐵無(wú)線通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，各類系統(tǒng)設(shè)備的頻帶可滿足地鐵無(wú)線通信系統(tǒng)的需求。但是，地鐵無(wú)線通信多系統(tǒng)中存在信息泄漏的安全隱患，同時(shí)，還存在地鐵無(wú)線通信系統(tǒng)在分路與合路的過(guò)程中，由于功率不合理及各種干擾導(dǎo)致的信息輸出與傳入的沖突問(wèn)題。

1.地鐵無(wú)線通信多系統(tǒng)存在的問(wèn)題及措施

1.1無(wú)線通信系統(tǒng)干擾嚴(yán)重

在地鐵無(wú)線通信多系統(tǒng)中，無(wú)線干擾一般是對(duì)信息傳輸?shù)母蓴_。在無(wú)線通信調(diào)頻時(shí)，由于地鐵空間狹小，無(wú)線信息的通道被限制了，每一種無(wú)線通信系統(tǒng)的調(diào)頻都會(huì)影響其他信息的傳輸。如果兩種或多種無(wú)線通信同時(shí)調(diào)頻，就嚴(yán)重干擾信息的傳輸，就是所謂的鄰頻道干擾;同時(shí)，無(wú)線通信調(diào)頻具有頻繁性與不穩(wěn)定性，都可能會(huì)破壞無(wú)線通信多系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)的警用無(wú)線通信系統(tǒng)、專用無(wú)線通信系統(tǒng)是兩個(gè)獨(dú)立的TETRA系統(tǒng)，其干擾一般有雜散干擾和互調(diào)干擾。前者是系統(tǒng)本身不完善性造成在必要帶寬之外的某個(gè)或某些頻率的發(fā)射，對(duì)頻譜的其他用戶造成干擾，后者是系統(tǒng)內(nèi)部有用信號(hào)在單個(gè)系統(tǒng)或多個(gè)系統(tǒng)間相互作用而產(chǎn)生不需要的干擾分量。根據(jù)造成的后果干擾一般分為雜散干擾、互調(diào)干擾、阻塞干擾。一般干擾會(huì)造成系統(tǒng)接收靈敏度降低，減小系統(tǒng)覆蓋范圍，相應(yīng)影響系統(tǒng)通信質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)將阻塞系統(tǒng)接收，造成系統(tǒng)癱瘓，形成阻塞。

1.2解決措施

1.2.1嚴(yán)格執(zhí)行制度

首先，地鐵通信管理部門應(yīng)制定相關(guān)規(guī)章制度，保證地鐵通信系統(tǒng)使用中的暢通無(wú)阻。地鐵無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)部的通信設(shè)備不止一種，各個(gè)部門都有自己的通信設(shè)施，會(huì)造成一定的利益沖突;因此，可在共同使用無(wú)線配置的范圍內(nèi)，制定無(wú)線通信規(guī)章制度，確保地鐵內(nèi)無(wú)線通信設(shè)備在有效范圍內(nèi)安全順暢地使用，同時(shí)，還應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行地鐵無(wú)線通信穩(wěn)定安全的保障制度。

1.2.2科學(xué)制定頻率

地鐵通信部門應(yīng)根據(jù)地鐵內(nèi)無(wú)線通信設(shè)備的不同特點(diǎn)，從地鐵通信的暢通及安全角度出發(fā)，為地鐵用戶的利益多考慮，在危害成地鐵無(wú)線通信系統(tǒng)的前提下，科學(xué)有效的規(guī)劃分配地鐵無(wú)線通信頻率，從根本上保證地鐵無(wú)線通信設(shè)備的暢通及安全使用，確保地鐵無(wú)線通信用戶的利益。

1.2.3定期系統(tǒng)維護(hù)

由于地鐵空間狹小，做好地鐵無(wú)線系統(tǒng)設(shè)備的定期維護(hù)十分困難。首先，地鐵內(nèi)無(wú)線通信設(shè)備的維護(hù)時(shí)，要嚴(yán)格保證無(wú)線通信設(shè)備在規(guī)定的調(diào)頻范圍內(nèi)運(yùn)行，不得隨意改動(dòng)地鐵通信設(shè)備的調(diào)制頻率;同時(shí)，還應(yīng)在無(wú)線通信設(shè)備的頻率范圍內(nèi)有效維護(hù)，避免不必要的干擾。進(jìn)行設(shè)備的定期維護(hù)時(shí)，在科學(xué)運(yùn)行的基礎(chǔ)上，定期計(jì)算與核實(shí)好各種無(wú)線頻率的數(shù)據(jù)。

1.2.4多系統(tǒng)干擾的解決

為避免地鐵無(wú)線通信多系統(tǒng)因干擾影響地鐵的運(yùn)營(yíng)工作，應(yīng)制定系列有效抗干擾的措施。首先，通信部門可對(duì)輻射功率合理分配、選擇合理的工作頻率、保證接地的可靠性、減少各系統(tǒng)漏洞間的互相耦合、減少系統(tǒng)天線間的相互耦合、在各系統(tǒng)間設(shè)置合理的濾波器等。

2.昆明TETRA多系統(tǒng)問(wèn)題分析及措施

2.1無(wú)線通信系統(tǒng)組成

根據(jù)地鐵線路的特點(diǎn)，MOTOROLA TETRA通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)按基站設(shè)置成小區(qū)制，在控制中心設(shè)交換控制設(shè)備，在地鐵沿線的車站設(shè)基站，交換控制設(shè)備與各基站通過(guò)有線傳輸通道進(jìn)行連接，地鐵沿線架設(shè)泄漏電纜，實(shí)現(xiàn)全線場(chǎng)強(qiáng)的覆蓋。其無(wú)線通信系統(tǒng)的組成如圖2.1 示。

圖2.1無(wú)線通信系統(tǒng)組成

地鐵隧道內(nèi)射頻場(chǎng)強(qiáng)的覆蓋方式包括使用隧道天線為輻射源的空間波覆蓋方式及采用漏泄電纜為傳輸線和分布天線的覆蓋方式。前者成本低，但難以控制場(chǎng)強(qiáng)覆蓋，會(huì)對(duì)地鐵內(nèi)的電磁環(huán)境造成不良影響，無(wú)法針對(duì)控制區(qū)切換、降低同頻干擾等具體問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性的場(chǎng)強(qiáng)分布精確設(shè)計(jì)，實(shí)際應(yīng)用較少;后者造價(jià)高，但能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電磁波傳播和輻射的嚴(yán)密控制，保證自身系統(tǒng)的抗干擾能力同時(shí)能降低對(duì)其他無(wú)線系統(tǒng)的干擾，因此被廣泛運(yùn)用。在昆明地鐵中用漏纜進(jìn)行隧道區(qū)間及站臺(tái)區(qū)域的覆蓋;用天線方式進(jìn)行了站廳區(qū)域的覆蓋，并對(duì)站臺(tái)區(qū)域泄漏電纜存在盲區(qū)的地方采用天線進(jìn)行補(bǔ)充。專網(wǎng)無(wú)線通信（PMR）體制經(jīng)歷了專用信道、模擬集群、數(shù)字集群三個(gè)主要發(fā)展階段，隨著技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)的功能越來(lái)越強(qiáng)，頻譜利用率越來(lái)越高，話音質(zhì)量、保密性和抗干擾性也越來(lái)越好，設(shè)備的集成度和擴(kuò)容能力也得到進(jìn)一步的提高。在昆明市軌道交通無(wú)線通信子系統(tǒng)中，將采用先進(jìn)的TETRA數(shù)字無(wú)線集群技術(shù)，其編碼、調(diào)制方式先進(jìn)，編碼效率和頻譜效率顯著。

2.2 EADS和TETRA系統(tǒng)引入存在的問(wèn)題

2.2.1多系統(tǒng)的接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不一

MOTOROLA一般采用IP交換技術(shù)，又稱路由器或廣域網(wǎng)交換方式。采用電路交換與IP交換混合技術(shù)時(shí)，對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的通信設(shè)備采用電路交換技術(shù)，而對(duì)數(shù)據(jù)要求較高的則采用IP交換技術(shù)。在進(jìn)行多系統(tǒng)引入時(shí)，假若EADS和MOTOROLA的兩個(gè)TETRA系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián)，兩個(gè)系統(tǒng)之間必須設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)換器，但此轉(zhuǎn)換器在市場(chǎng)上的應(yīng)用較少。

2.2.2同一廠家的TETRA系統(tǒng)的前后版本不兼容

同一廠家的TETRA系統(tǒng)，也存在不同產(chǎn)品之間連續(xù)性及可擴(kuò)展性的問(wèn)題，MOTOROLA不同時(shí)期出廠的電信交換機(jī)上使用到的軟件版本是不同的，如果各個(gè)系統(tǒng)的軟件版本無(wú)法兼容，那么系統(tǒng)就不能互聯(lián)。昆明地鐵線路現(xiàn)在使用均為MOTOROLA系統(tǒng)，在后續(xù)的建設(shè)中，會(huì)因新版本的系統(tǒng)引入，導(dǎo)致不兼容的問(wèn)題而無(wú)法互聯(lián)，因此需要對(duì)其進(jìn)行升級(jí)。MOTOROLA網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部多系統(tǒng)的連接時(shí)采用各交換中心互聯(lián)方案，各交換中心不存儲(chǔ)其他交換局下的線路的數(shù)據(jù)，各地鐵通信部門的用戶在漫游區(qū)域內(nèi)時(shí)，要在歸屬交換局和需要漫游的交換局的數(shù)據(jù)庫(kù)里開(kāi)放該用戶和組的漫游功能，其后，才可在簽約過(guò)的MOTOROLA網(wǎng)絡(luò)覆蓋下的線路中進(jìn)行通信。

2.3解決措施

2.3.1MOTOROLA系統(tǒng)與EADS系統(tǒng)進(jìn)行終端互聯(lián)

對(duì)TETRA終端進(jìn)行互聯(lián)時(shí)，需使用互聯(lián)派接器，對(duì)MOTOROLA系統(tǒng)與EADS系統(tǒng)的TETRA終端通話組連接，通話組群呼的特性可實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)間的相互連接?；ヂ?lián)派接器內(nèi)分別放兩個(gè)無(wú)線固定電臺(tái)，一個(gè)固定臺(tái)注冊(cè)在MOTOROLA網(wǎng)絡(luò)，另一個(gè)則在EADS網(wǎng)絡(luò)。事先在兩個(gè)固定臺(tái)編入兩個(gè)系統(tǒng)所有的互通通話組，當(dāng)需要互通時(shí)，可在兩個(gè)系統(tǒng)的固定臺(tái)上進(jìn)行人工選擇相應(yīng)的通話組，互聯(lián)橋接器可把兩個(gè)組臨時(shí)派接成一個(gè)組，實(shí)現(xiàn)MOTOROLA和EADS多系統(tǒng)通話組的連接。無(wú)線終端用戶漫游的通信時(shí)，在各線無(wú)線電臺(tái)和調(diào)度預(yù)先編入規(guī)劃好的互通組，將互聯(lián)派接器中的EADS系統(tǒng)和MOTOROLA系統(tǒng)的無(wú)線電臺(tái)編入所屬網(wǎng)絡(luò)的全部互通通話組，接著使用互聯(lián)派接器上對(duì)兩個(gè)通話組進(jìn)行接續(xù)。

此外，地鐵無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的號(hào)碼應(yīng)按照昆明地鐵現(xiàn)網(wǎng)無(wú)線用戶號(hào)碼統(tǒng)一進(jìn)行規(guī)劃，各無(wú)線終端用戶應(yīng)使用唯一的個(gè)人號(hào)、通話組號(hào)、調(diào)度臺(tái)號(hào)及別名號(hào)等等。

2.3.2設(shè)置商用通信機(jī)房

本系統(tǒng)在各地下車站設(shè)置商用通信機(jī)房，各運(yùn)營(yíng)商的信源設(shè)備安裝在商用通信機(jī)房?jī)?nèi)，各運(yùn)營(yíng)商的信號(hào)經(jīng)多系統(tǒng)接入平臺(tái)（POI）合路后，經(jīng)天饋系統(tǒng)（采用泄漏同軸電纜、天線和饋纜）的傳輸和輻射，完成對(duì)所有地下車站站廳、站臺(tái)層、商業(yè)層和地下隧道區(qū)間無(wú)線信號(hào)盲區(qū)的覆蓋。保證信號(hào)覆蓋的各項(xiàng)系統(tǒng)和技術(shù)指標(biāo)符合各通信運(yùn)營(yíng)商的需求和國(guó)家有關(guān)無(wú)線電主管部門的要求。為避免多頻段系統(tǒng)之間的頻率干擾、增加系統(tǒng)間的隔離度，采用收、發(fā)分纜設(shè)計(jì)，TD-SCDMA信號(hào)通過(guò)上行POI實(shí)現(xiàn)覆蓋。其結(jié)構(gòu)如圖2.2所示

圖2.2系統(tǒng)構(gòu)成圖

2.4地鐵TETRA集群網(wǎng)互聯(lián)互通發(fā)展方向

做好地鐵TETRA多系統(tǒng)的發(fā)展，就是要做好EADS等系統(tǒng)和MOTOROLA系統(tǒng)的中心級(jí)互聯(lián)。首先，推動(dòng)研發(fā)出基于IP技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)EADS等系統(tǒng)和MOTOROLA系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的交換中心，使其成為EADS網(wǎng)絡(luò)和MOTOROLA網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)平臺(tái)。其次，可以設(shè)計(jì)出地鐵無(wú)線通信系統(tǒng)在二次開(kāi)發(fā)時(shí)空中接口的規(guī)范。最后，EADS網(wǎng)絡(luò)和MOTOROLA網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)平臺(tái)建立后，應(yīng)保證用戶可地在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間自由無(wú)縫漫游;用戶的位置更新在數(shù)據(jù)交換中心自動(dòng)進(jìn)行;用戶和調(diào)度員可以跨網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)定的所有功能;此外，互聯(lián)數(shù)據(jù)交換中心應(yīng)具有容災(zāi)備份功能。

3.結(jié)束語(yǔ)

地鐵無(wú)線通信多系統(tǒng)在引入時(shí)，會(huì)有一系列的問(wèn)題產(chǎn)生，無(wú)線系統(tǒng)的干擾問(wèn)題尤其嚴(yán)重，會(huì)導(dǎo)致用戶的信息被破壞，然而，TETRA多系統(tǒng)的連接是鐵路無(wú)線通信發(fā)展的必然要求。地鐵公司應(yīng)加快推動(dòng)研究無(wú)線通信多系統(tǒng)連接的規(guī)范要求， 解決設(shè)備接口的一致性、標(biāo)準(zhǔn)化和可擴(kuò)展等問(wèn)題， 向集成度更大、一體化程度更高的方向發(fā)展，從而促進(jìn)地鐵無(wú)線通信的發(fā)展，保證地鐵運(yùn)輸?shù)捻樌M(jìn)行。

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作者簡(jiǎn)介：

王春能（1976.11）男 云南安寧人 通信與信息工程工程師 碩士

長(zhǎng)期從事電信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行維護(hù)工作及電信工程項(xiàng)目交付工作，現(xiàn)從事地鐵的通信、信號(hào)、供電、綜合監(jiān)控及相關(guān)機(jī)電系統(tǒng)的建設(shè)工程質(zhì)量安全管理工作。