地面无线通信信号覆盖地铁的研究

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【摘要】

随着我国通信事业的不断发展，人们对无线网络的需求与日俱增，对地面无线通信信号覆盖地铁的要求逐渐有了技术上的突破。本文针对信号覆盖技术进行了分析，提出了相关的经验及方法论证。得出了将天线列阵技术适用于地铁站台，泄露同轴电缆适用用隧道的一种地面信号覆盖地下的有效方法。

【关键词】无线通信；地铁；信号引入；信号覆盖

城市地铁交通四通八达，在地铁中与外界的信息交流受到了阻碍，GSM公众无线通信的为地铁乘客及工作者提供了通信与网络服务，大大的提高了人们的生活水平。为了维护地铁的安全与质量，满足公安机关与消防部门及时的为公民服务，将地面信号引入地下，使地下在网络的覆盖中正常运行。

1地下无线覆盖系统需求分析及功能要求

在地铁里，有专门供地铁工作人员进行管理沟通、维修调度的无线系统，但并不能向外界进行联系。地上的公安部门具有覆盖整个市区的无线通信网络，但对于地铁信号的接收与传递无能为力。这就导致地上的人员与地下的人员无法完成沟通工作，紧急情况的发生将会失去与外界进行联系的方式，导致救援不及时，造成无法弥补的损失。所以将地面的无线信号频率引入地下，建立双方可以交流沟通的地下无线覆盖网络是十分具有必要性的。为了满足地下与地面的有效交流，地下无线覆盖系统必须得具备必要的要求，要求地表与地面无障碍沟通，地铁线路之间能够无障碍沟通。除此之外，还得具有地表环境下的所有网络功能，无线网络要覆盖整合地铁空间，覆盖的区域是否广、效益是否高、质量是否好会直接决定通话的质量与信号的强度。

2信号引入方式的比较

通过地面无线网络引入到地下，在地下设置基点，网络从地面引入到基点，然后通过基点将信号覆盖整个地铁区域。这种引入方式共有两个方法，分别是集中引入和分散引入。

2.1集中引入

在引入之前，要在地下设置基点，基点最好是开阔地点及整个地铁脉络的中心地点。地面的信号通过专用链路将信号传送到地下的地铁基点站，地铁基点站又通过光缆将信号频率传输到各车站的多信道再生中继器，中继器将信号进行放大，通过功分器将信号分给两部分：①传送到天线列阵覆盖的地铁站厅；②通过隧道的泄露同轴电缆覆盖整个隧道。

2.2分散引入

分散引入一集中引入略有不同，即在每个地铁上安装链路信号引入点，负责通过专用链路将地面传达的信号进行吸收。同时又将信号传达给地铁的基点，由基点将信号传给各车站的再生中继器，由中继器进行放大划分，一部分供给站厅的天线列阵，另一部分通过泄露同轴电缆覆盖整个隧道。

2.3两种引入方式的比较

集中引入方式只需要在地下建立一个基点，通过系统交换机加以改进，就可以完成对整个地铁系统进行信号传送，就像一个大网将整个地铁覆盖起来，而且这种方法对频率的占用比较少。由于集中引入法地下的基点只有一个，因此连接地下与地表的线路只有一个，只需要对于该线路进行备份就能保证该条线路的安全性。而分散引入法需要在每个车站建立一个基点，才能完成整个地铁系统的的信号传送，难以加强与其他地铁站之间的联系，同时基点的众多必然导致链路的增多，对链路的保护会给整个系统加强负担，既要防范人为的破坏，又要防止链路的设置对一些设施的运行造成不必要的麻烦。另外花费巨大，投资成本高，经济效益不佳。

3信号覆盖方式的比较

地铁内的信号覆盖主要有站厅覆盖及隧道覆盖两种方式，在站厅内，由于很多障碍物的影响，会对信号的传播进行吸收或者反弹，如此便会对信号的传播速度及质量带来一定的影响，再加上地铁站台多是长条形，因此使用天线列阵能有效的加强的信号流通的速度，防止了信号被吸收造成信号质量不高的后果发生、而在隧道内，由于隧道内的传播条件复杂，波导的传输效果又时刻受到隧道横截面积、隧道的材质、岩石等综合情况有关，因此在隧道内采用泄露同轴电缆或天线覆盖系统进行信号覆盖。在隧道内采用天线覆盖系统进行信号覆盖经检验，受到路径损耗、隧道弯道、车头车尾等对信号的阻挡，致使信号干扰常有发生，严重影响通话质量，当隧道过长时，通话根本就无法进行。而在隧道内安装泄露同轴电缆能有效的极大的减少在传输信号过程中信号的衰减现象，很好的保持通信效果，而多个系统共用一根漏缆不仅减少了设置电缆的投资成本，还能起到相同的信号覆盖效果。

4小结

综上所述，将地面的信号系统接入地下并不是不能实现的。通过集中引入法将信号系统传到基点，然后通过中继器将信号一部分通过天线列阵传到站厅，另一部分通过泄露同轴电缆覆盖隧道。通过这种方法可以满足用户在地下对网络通信的高质量体验。

参考文献

[1]张双健，吴寿庄.地面无线通信信号覆盖地铁的研究和实践[J].城市轨道交通研究，2002，02：68~72.

[2]罗成刚，梁迪.地铁专用无线通信网络覆盖及场强计算[J].信息通信，2015，01：166~168.

作者：袁马祥 单位：南京地铁运营有限责任公司