專用無線通信系統(tǒng)信號(hào)覆蓋優(yōu)化方式

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摘要：對(duì)地鐵控制中心調(diào)度大廳既有專用無線通信系統(tǒng)信號(hào)覆蓋方式進(jìn)行分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況提出更為可靠的無線覆蓋方案。通過對(duì)既有的無線覆蓋方式進(jìn)行優(yōu)化改造，最大程度降低既有無線覆蓋設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)調(diào)度大廳移動(dòng)終端用戶的影響。

關(guān)鍵詞：無線覆蓋；分析；優(yōu)化

1概述

隨著城市的不斷發(fā)展，地鐵線網(wǎng)也在不斷擴(kuò)張，地鐵運(yùn)營(yíng)指揮的重要性越來越受到重視。專用無線通信系統(tǒng)作為地鐵組織運(yùn)營(yíng)指揮的重要通訊手段，是為保證地鐵安全、高密度、高效運(yùn)營(yíng)而建設(shè)的話音、數(shù)據(jù)專用通信系統(tǒng)，為地鐵運(yùn)營(yíng)的固定用戶和移動(dòng)用戶之間的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信息交換提供可靠的通信手段，對(duì)行車安全、提高運(yùn)營(yíng)效率和管理水平、改善服務(wù)質(zhì)量提供重要保證。同時(shí)，在地鐵運(yùn)營(yíng)出現(xiàn)異常情況或有線通信出現(xiàn)故障時(shí)，亦能迅速提供防災(zāi)救援和事故處理等指揮所需要的通信手段。地鐵專用無線通信系統(tǒng)采用800 MHz頻段的TETRA數(shù)字集群調(diào)度系統(tǒng)，由“多基站+直放站”的集群系統(tǒng)形成一個(gè)有線、無線相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)根據(jù)地鐵運(yùn)行的特點(diǎn)對(duì)各基站的覆蓋區(qū)域進(jìn)行劃分。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，各基站由設(shè)置在控制中心的中心交換設(shè)備控制；當(dāng)基站與中心交換設(shè)備通信中斷時(shí)，系統(tǒng)能以單站集群方式支持單站系統(tǒng)的降級(jí)運(yùn)行。專用無線通信系統(tǒng)在控制中心調(diào)度大廳分別設(shè)置行車調(diào)度臺(tái)、環(huán)控調(diào)度臺(tái)及維修調(diào)度臺(tái)，各調(diào)度員根據(jù)角色的不同，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)調(diào)度臺(tái)功能，調(diào)度臺(tái)采用有線連接的方式。手持臺(tái)作為各調(diào)度員的備用通信方式，均配置了相同功能的通話組，具有移動(dòng)性強(qiáng)、操作方便的特點(diǎn)。本文主要針對(duì)控制中心調(diào)度大廳專用無線通信系統(tǒng)的覆蓋方式進(jìn)行優(yōu)化，提高該區(qū)域內(nèi)無線覆蓋的可靠性。

2控制中心調(diào)度大廳專用無線通信系統(tǒng)信號(hào)覆蓋及場(chǎng)強(qiáng)分析

2.1調(diào)度大廳專用無線通信系統(tǒng)信號(hào)覆蓋方式

地鐵專用無線通信系統(tǒng)內(nèi)的基站均配置兩個(gè)收發(fā)信機(jī)，每個(gè)收發(fā)信機(jī)有4個(gè)信道，系統(tǒng)默認(rèn)第1個(gè)收發(fā)信機(jī)的第1個(gè)信道為控制信道。每個(gè)收發(fā)信機(jī)采用25 kHz信道間隔，不存在同頻干擾。地鐵控制中心的無線覆蓋范圍分為設(shè)備區(qū)和調(diào)度區(qū)，采用室內(nèi)吸頂天線，收發(fā)天線共用。單線路運(yùn)營(yíng)時(shí)：在臨近控制中心的車站通信設(shè)備房?jī)?nèi)配置一套直放站近端機(jī)，控制中心的通信設(shè)備房配置一套遠(yuǎn)端機(jī)，通過光纖將車站的無線基站信號(hào)延伸至控制中心，最終由控制中心大樓內(nèi)的室內(nèi)天線完成無線信號(hào)覆蓋。單線路運(yùn)營(yíng)時(shí)控制中心的無線覆蓋方式如圖1所示。雙線路運(yùn)營(yíng)時(shí)：新增線路的專用無線通信系統(tǒng)在控制中心不需要配置基站，通過兩條線路的MSO進(jìn)行互聯(lián)互通，在控制中心范圍內(nèi)的新增線路手持臺(tái)將通過既有線路的無線覆蓋設(shè)備入網(wǎng)，新增線路的手持臺(tái)處于漫游狀態(tài)。三線路運(yùn)營(yíng)時(shí)：專用無線通信系統(tǒng)在控制中心通信設(shè)備房配置1套無線基站，并在相應(yīng)線路的設(shè)備區(qū)安裝1套全向吸頂天線，用于覆蓋設(shè)備區(qū)。3號(hào)線的MSO作為主站，分別與1、2號(hào)線的MSO進(jìn)行互聯(lián)互通，在控制中心覆蓋范圍內(nèi)的3號(hào)線手持臺(tái)（除四樓設(shè)備區(qū)外）將通過1號(hào)線的無線覆蓋設(shè)備入網(wǎng)，2、3號(hào)線手持臺(tái)處于漫游狀態(tài)。三線路運(yùn)營(yíng)時(shí)控制中心的覆蓋方式如圖2所示。

2.2調(diào)度大廳專用無線通信系統(tǒng)信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)分析

根據(jù)當(dāng)前調(diào)度大廳的覆蓋方式，下面對(duì)既有調(diào)圖　三線路運(yùn)營(yíng)時(shí)控制中心的無線覆度大廳的信號(hào)覆蓋場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行計(jì)算。本次只計(jì)算末端天線的場(chǎng)強(qiáng)電平是否滿足設(shè)計(jì)電平要求，如表1所示。由表1的計(jì)算可知，調(diào)度大廳的場(chǎng)強(qiáng)覆蓋能滿足設(shè)計(jì)要求。

3控制中心調(diào)度大廳既有專用無線通信系統(tǒng)覆蓋風(fēng)險(xiǎn)分析

隨著運(yùn)營(yíng)線路的增加，調(diào)度大廳內(nèi)的移動(dòng)終端用戶也不斷增加。根據(jù)三線路運(yùn)營(yíng)時(shí)的覆蓋方式，當(dāng)前控制中心調(diào)度大廳的專用無線通信系統(tǒng)的信號(hào)覆蓋存在以下風(fēng)險(xiǎn)。1）當(dāng)車站基站覆蓋范圍內(nèi)有7個(gè)及以上的移動(dòng)終端用戶（含手持臺(tái)、車載臺(tái)、車站電臺(tái)）同時(shí)建立呼叫時(shí)，在此基站覆蓋范圍下的移動(dòng)終端用戶會(huì)出現(xiàn)信道資源占滿，用戶需要排隊(duì)等候信道資源的現(xiàn)象。2）當(dāng)車站基站出現(xiàn)故障，以單收發(fā)信機(jī)運(yùn)行時(shí)，有3個(gè)及以上的移動(dòng)終端用戶（含手持臺(tái)、車載臺(tái)、車站電臺(tái)）同時(shí)建立呼叫，在此基站覆蓋范圍下的移動(dòng)終端用戶會(huì)出現(xiàn)信道資源占滿，用戶需要排隊(duì)等候信道資源的現(xiàn)象。3）當(dāng)車站基站或直放站出現(xiàn)整體故障時(shí)，導(dǎo)致覆蓋范圍內(nèi)無集群網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，將影響控制中心所有移動(dòng)終端用戶的使用。4）當(dāng)1號(hào)線與3號(hào)線的MSO互聯(lián)互通發(fā)生故障時(shí)，將影響控制中心覆蓋范圍內(nèi)所有2、3號(hào)線手持臺(tái)的使用（除四樓設(shè)備區(qū)外）。

4控制中心調(diào)度大廳專用無線通信系統(tǒng)信號(hào)覆蓋優(yōu)化及分析

4.1控制中心調(diào)度大廳專用無線通信系統(tǒng)信號(hào)覆蓋方式改造

通過對(duì)控制中心3號(hào)線MSO下的無線基站覆蓋方式進(jìn)行改造，增加一個(gè)二功分器，將基站輸出的射頻信號(hào)一分為二，一路對(duì)四樓設(shè)備區(qū)進(jìn)行無線信號(hào)覆蓋，新增一路無線覆蓋信號(hào)至調(diào)度大廳，采用室內(nèi)吸頂天線。改造后控制中心的覆蓋方式如圖3所示。

4.2控制中心調(diào)度大廳3號(hào)線基站覆蓋場(chǎng)強(qiáng)分析

根據(jù)改造后調(diào)度大廳的覆蓋方式，下面對(duì)調(diào)度大廳的3號(hào)線基站輸出信號(hào)覆蓋場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行計(jì)算，分析場(chǎng)強(qiáng)電平是否滿足設(shè)計(jì)電平要求，如表2所示。由表2的計(jì)算可知，控制中心調(diào)度大廳的3號(hào)線基站輸出場(chǎng)強(qiáng)覆蓋能滿足設(shè)計(jì)要求。

4.3改造后控制中心調(diào)度大廳覆蓋方式優(yōu)點(diǎn)

調(diào)度大廳作為專用無線通信系統(tǒng)的重點(diǎn)覆蓋區(qū)域，通過在控制中心調(diào)度大廳內(nèi)增加3號(hào)線專用無線通信系統(tǒng)的信號(hào)源，覆蓋方式優(yōu)點(diǎn)如下。1）冗余覆蓋：通過改造，當(dāng)調(diào)度大廳內(nèi)任何一個(gè)覆蓋源的設(shè)備出現(xiàn)故障（1號(hào)線車站無線基站或直放站故障；控制中心3號(hào)線無線基站故障時(shí)），都能確?？刂浦行恼{(diào)度大廳內(nèi)的手持臺(tái)可以正常使用；2）用戶分擔(dān)：將控制中心調(diào)度大廳內(nèi)的手持臺(tái)入網(wǎng)至3號(hào)線控制中心的無線基站，減少1號(hào)線車站無線基站的終端用戶接入數(shù)量，合理分配有限的信道資源，避免出現(xiàn)當(dāng)多個(gè)用戶同時(shí)呼叫導(dǎo)致的信道資源不足的情況；3）減少影響：當(dāng)1號(hào)線與3號(hào)線的MSO互聯(lián)互通發(fā)生故障時(shí)，不會(huì)對(duì)控制中心調(diào)度大廳2、3號(hào)線手持臺(tái)的使用產(chǎn)生影響。

5總結(jié)

通過對(duì)控制中心專用無線通信系統(tǒng)覆蓋方式進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)度大廳內(nèi)專用無線信號(hào)的冗余覆蓋，提高該區(qū)域無線覆蓋的可靠性，由于兩個(gè)基站使用的頻點(diǎn)不一樣，不會(huì)形成同頻干擾；分擔(dān)部分1號(hào)線車站無線基站的終端用戶，對(duì)有限的信道資源進(jìn)行合理分配，避免或減少出現(xiàn)信道資源不足的情況；降低互聯(lián)互通設(shè)備故障時(shí)對(duì)終端用戶使用造成的影響，確保地鐵運(yùn)營(yíng)組織的通信手段滿足需要。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部,中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB50157-2013地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013.

[2]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部,中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB50490-2009城市軌道交通技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.

作者：肖威 單位：南寧軌道交通集團(tuán)有限責(zé)任公司