談地鐵無線通信系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

滕霖

【摘 要】我國交通自改革開放以來快速的發(fā)展，地鐵的發(fā)展促進了城市經(jīng)濟的進步，減輕了城市的交通壓力。在地鐵上無線通信技術(shù)的應(yīng)用也是非常重要的，地鐵無線通信系統(tǒng)，不僅能夠保證地鐵車輛的行駛效率，還能夠保證地鐵的安全性，對于地鐵來說無線通信技術(shù)的設(shè)計與實現(xiàn)對未來的發(fā)展非常重要。

【Abstract】Since the reform and opening to the outside world， the traffic in our country has developed rapidly. The development of the subway promotes the progress of the city economy and reduces the traffic pressure of the city. On the subway， the application of wireless communication technology is also very important. Metro wireless communication system can not only ensure the running efficiency of metro vehicles， but also can ensure the safety of the subway， the design and implementation of wireless communication technology is very important for the future development of subway.

【關(guān)鍵詞】地鐵；無線通信技術(shù)；設(shè)計

【Keywords】metro； wireless communication technology； design

【中圖分類號】U285.21 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）06-0175-02

1 地鐵無線通信技術(shù)發(fā)展

地鐵在無線通信上的應(yīng)用主要有三個階段，在20世紀80年代之前使用的是專用通信方式，在80年代之間主要應(yīng)用的是模擬集群的方式，90年代以后采用的是數(shù)字集群的方式，80年代之前的專用信道技術(shù)主要應(yīng)用的是小規(guī)模的地鐵結(jié)構(gòu)，不能夠適應(yīng)大規(guī)模的地鐵發(fā)展。之后發(fā)展為集群通信。隨著集群通信的發(fā)展也不適應(yīng)社會，數(shù)據(jù)集群方式產(chǎn)生，為地鐵的發(fā)展做出了重要的貢獻。當今泛歐集群無線電成了我國無線電的標準，泛歐集群無線電制式數(shù)字集群通信在國內(nèi)廣泛被使用，解決了前期信號穩(wěn)定與抗干擾能力差的情況，使得信息的傳輸更加高效快速，能夠保證信息的質(zhì)量。比傳統(tǒng)的技術(shù)功能豐富，在數(shù)字語言的傳播上還增加了圖像的傳輸，并且保密性與靈活性要比傳統(tǒng)的通信技術(shù)高。

2 對無線通信技術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 地鐵無線通信技術(shù)的設(shè)計分析

無線通信系統(tǒng)是由泛歐集群無線電系統(tǒng)基站組成的[1]，在設(shè)計的過程中也有很多的難題，例如：無線磁場的覆蓋和信號強弱的問題，主要的環(huán)節(jié)包括對網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置管理、泛歐集群無線電的管理、光纖直放站的管理、列車車載臺的管理等等。設(shè)計的過程當中整個無線通信系統(tǒng)是由終端子系統(tǒng)、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、調(diào)度子系統(tǒng)、接入子系統(tǒng)以及弱場覆蓋子系統(tǒng)構(gòu)成。

基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)是系統(tǒng)的核心，它主要由交換設(shè)備和基站設(shè)備以及網(wǎng)管設(shè)備兩部分構(gòu)成。基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)主要的功能是對移動性和資源進行管理，對網(wǎng)絡(luò)的安全進行控制，使得業(yè)務(wù)進行轉(zhuǎn)換和無線接入正常的進行。調(diào)度子系統(tǒng)是調(diào)度員與系統(tǒng)進行交接的界面，內(nèi)容主要由局域網(wǎng)和音頻的操作終端組成，局域網(wǎng)主要的功能就是讓操作員能夠及時地了解用戶的信息，還要及時地接收操作員的指令，操作的過程當中音頻操作終端起到為調(diào)度員提供了主要的語音接口的作用，同時需要進行二次開發(fā)。

在進行設(shè)計的前期要對設(shè)備的應(yīng)用進行規(guī)劃，建立主站設(shè)備框架，新增基站和調(diào)度臺，對網(wǎng)絡(luò)終端管理，做好主站設(shè)備擴容工作，建立基站要對基站設(shè)計，使得信號能夠進行互傳。

對系統(tǒng)的覆蓋方面，確定線路的全長，明確車站的數(shù)量，也要計算車站的平均長度。在從電波傳播的角度來看，進行對每個基站采用空間波覆蓋是不合理的，在建設(shè)時每個站的距離過近對頻率是無法進行復(fù)用的，還要對場強進行計算，只有對覆蓋區(qū)進行計算，才能夠完成覆蓋設(shè)計。

對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計也是非常重要的工作，可以完善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提高系統(tǒng)的運行效率，減少資金的使用，明確現(xiàn)有的設(shè)備，對區(qū)域控制器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等現(xiàn)有的設(shè)備做好連接工作。

2.2 二次開發(fā)調(diào)度系統(tǒng)

二次開發(fā)調(diào)度服務(wù)器功能，在用戶打開服務(wù)的軟件時自動彈出登錄的界面，要進行對用戶名和密碼的輸入，這樣才能夠進入系統(tǒng)的主界面，調(diào)度的軟件能夠顯示各種信息，例如：主機名、軟件運行的狀態(tài)、調(diào)度服務(wù)器軟件上能夠顯示運行時的各種信息，包括軟件內(nèi)部的執(zhí)行信息和外部的交互信息，同時調(diào)動服務(wù)器軟件能夠檢測到系統(tǒng)內(nèi)部活動，主要包括轉(zhuǎn)組開機和關(guān)機，基站漫游等。

2.3 場強覆蓋的設(shè)計

地鐵的覆蓋區(qū)域主要有隧道區(qū)域，車站站臺的覆蓋區(qū)域，車站站廳的覆蓋區(qū)域。隧道天線的覆蓋區(qū)域是采用輻射源的空間波進行覆蓋的方式，有使用電纜進行信號覆蓋和天線式覆蓋，采用電纜的覆蓋方式相對天線覆蓋方式來說投資量相對小，工程量不高，但是覆蓋的區(qū)域不能很好地進行控制，通常會對隧道內(nèi)的電磁環(huán)境產(chǎn)生不利的影響，無法對區(qū)域信號進行切換，實際使用的效果不好。而使用天線的覆蓋方式投資成本相對較高一些，工程量也是較大的，在其實用的過程當中會優(yōu)化自己的工作情況，能夠保障自己的系統(tǒng)，同時也能進行抗干擾，所以無線的覆蓋形式得到了廣泛的應(yīng)用，采用漏泄電纜解決隧道場強覆蓋，在覆蓋的區(qū)間過于長時，要在漏纜間加設(shè)放大器對信號放大，進行放大時會有兩種方式，一種是射頻直放中繼器，另一種是光纖直放站，兩者有很大的不同。下行載噪比就有很大的區(qū)別，射頻直放中繼器獲得的信號是由基站直接發(fā)出來的，光纖直放站則不是，相比之下光纖直放站的信號較弱一些，上行噪聲上，射頻直放站中繼器的上行噪聲小，對基站的影響不大，光纖直放站的上行噪聲是比較大的，對基站的影響比較嚴重，射頻直放中繼器的信號源是一級的，可靠性是比較高的，光纖直放站信號傳播的情況相對復(fù)雜一些，在進行傳輸?shù)倪^程當中，出現(xiàn)了信號的丟失，導(dǎo)致信號的可靠性低，射頻直放中繼器的傳輸比較流暢，信號延遲小，光纖直放站的傳輸延遲較大，在級聯(lián)放大互調(diào)影響上射頻直放中繼器的被影響程度較大，對于光纖直放站的影響較小，兩者都是各有優(yōu)勢的，放大器在不級聯(lián)時，通常使用射頻直放中繼器是比較合理的，在相反的情況下，就是用光纖直放站有優(yōu)勢[2]。

2.4 民用移動通信增加于系統(tǒng)

民用移動通信進入系統(tǒng)主要有，首先就是各站的電源架以及天線的分布，多系統(tǒng)接入平臺以及監(jiān)控的建設(shè)，民用無線通信主要的信號提供運營商是移動、聯(lián)通、電信，在智能機的發(fā)展之下，民用無線通信的數(shù)量越來越多，在地鐵的建設(shè)當中也越來越重要，三大供應(yīng)商伴隨著科技的進步，對民用無線通信的信號提供質(zhì)量越來越高，當今又出現(xiàn)了4G的網(wǎng)絡(luò)很好的推動了民用通信的發(fā)展。

3 結(jié)語

在進行地鐵無線通信系統(tǒng)建設(shè)時，要對隧道的無線信號強度進行考察，得出有關(guān)信息分析，信息在得出結(jié)構(gòu)之后對列車的次號和列車的接口進行了解，對基本的流程信息研究與了解，只有了解這些基礎(chǔ)的信息才能夠?qū)o線通信系統(tǒng)更好的設(shè)計，在設(shè)計之前要擬定計劃，擬定的計劃要符合實際的情況，對設(shè)備進行有效的管理，在設(shè)計時要使設(shè)備連接好，避免出現(xiàn)誤差，在研究的同時要設(shè)定多個方案，考慮不同的情況，不同的情況會影響的結(jié)果，實行多種方案能夠認識到地鐵無線通信系統(tǒng)不足之處。實驗的結(jié)果表明，地鐵無線通信系統(tǒng)是可以滿足人們的通話和數(shù)據(jù)的傳輸?shù)摹o線通信已經(jīng)成為人們生活的一部分，提高人們生活質(zhì)量的同時也促進了經(jīng)濟的發(fā)展，所以未來對于地鐵無線通信的建設(shè)具有重大意義。

【參考文獻】

【1】張村夫.地鐵無線調(diào)度通信系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].西安：西安電子科技大學，2010.

【2】李歲永.淺談地鐵專用無線通信系統(tǒng)的設(shè)計[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009（17）：36.