大型交通樞紐無線通信

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【摘要】近年來，交通運輸業(yè)蓬勃發(fā)展，大型交通樞紐數(shù)量不斷增加，對無線通信的要求日益提高。為了節(jié)約投資，不同的運營商開始采用共建共享的方式進行無線通信系統(tǒng)建設和應用，但其中許多關鍵技術仍不成熟。本文以地鐵樞紐的無線通信覆蓋為例，對基于共建共享理念的大型交通樞紐無線通信進行了深入探討，以期為大型交通樞紐的無線通信系統(tǒng)建設提供思路。

【關鍵詞】共建共享大型交通樞紐地鐵無線通信

一、前言

隨著經(jīng)濟社會的迅速發(fā)展，交通運輸行業(yè)也迎來了一個新的發(fā)展高峰，各種大型交通樞紐開始出現(xiàn)在人們的日常生活中，并成為生產(chǎn)生活中不可或缺的一部分。本文以地鐵樞紐的無線通信覆蓋為例，對其覆蓋方案、小區(qū)的劃分及切換等關鍵技術問題進行了探討，以期為我國的交通行業(yè)通信系統(tǒng)建設提供參考。

二、地鐵無線覆蓋網(wǎng)絡構架

1、總體結構設計。地鐵的應用場景是通信基礎設施實行共建共享的最典型應用場景之一，由于地鐵施工條件十分惡劣，可供通信系統(tǒng)布局的空間十分有限，其無線網(wǎng)絡覆蓋不可能讓每家運營商都獨立進行建設，因此采用共建共享是必然的要求。與一般的無線通信系統(tǒng)類似，地鐵覆蓋網(wǎng)絡包含了無線、電源和傳輸?shù)茸酉到y(tǒng)，通過一定的拓撲形式構成一個復雜的無線綜合覆蓋網(wǎng)絡[3]。2、無線模塊設計。中國移動、中國聯(lián)通和中國電信三家運營商的無線網(wǎng)絡是相互獨立的，它們之間很容易形成相互干擾，因而需要通過無線模塊進行區(qū)分。本文認為，三家運營商可以通過PIO或多頻分合路設備來完成上行和下行鏈路的合路，從而實現(xiàn)無線主設備的共享，然后再結合室內(nèi)分布設計、泄漏電纜應用等技術對地鐵樞紐的站臺、隧道、出入口等位置進行全面無線覆蓋。3、電源模塊設備。地鐵樞紐的布局比較復雜，其空間也十分有限，這給通信系統(tǒng)的供電帶來了很大的困難。一般來說，目前較多采用兩種方式來實現(xiàn)供電：一種是采用組合開關電源作為無線和傳輸模塊的電源設備，另一種是通過直流遠程供電的方式來為無線設備提供電力。這兩種方式均有應用，考慮到設計難度和系統(tǒng)的簡潔性，本文采用了第二種方式。4、傳輸模塊設計。信號的傳輸需要借助物理介質(zhì)來完成，各機房之間由于距離較遠，因此一般采用光纖傳輸技術，通過在不同的主設備開斷點之間布設光纜，完成設備之間的級聯(lián)和小區(qū)劃分。光纜采用48芯光纖，三家運營商共建共享，資源平均分配。對于地鐵站的通信機房之間的數(shù)據(jù)傳輸，則采用144芯光纜，并以共建共享的形式平均分配使用。

三、大型交通樞紐無線通信關鍵技術

1、無線覆蓋策略。地鐵覆蓋場景十分復雜，涉及到站廳、站臺、區(qū)間隧道等不同的場景。對于站臺和站廳的覆蓋可采用面覆蓋方式，通過布設天線陣列來實現(xiàn)大面積覆蓋，但系統(tǒng)邊緣場強不得低于-80dBm。當POI合路后，上下行分布可用于無線覆蓋，其半徑一般約為15m，為簡單起見，信號的傳播規(guī)律可以通過自由空間傳播損耗模型來描述，尤其需要關注各頻段下天線入口的是小功率。區(qū)間隧道是地鐵車輛運行的線路，乘客除了進站候車的時間外，其主要時間都是在區(qū)間隧道中度過的，因此區(qū)間隧道是無線通信系統(tǒng)設計的重中之重。考慮到區(qū)間隧道的布局特點，因此采用泄漏電纜來完成全程覆蓋，但系統(tǒng)邊緣場強不得低于-85dBm。由于TD-SCDMA系統(tǒng)信源輸出功率較其它系統(tǒng)要低得多，因此泄漏電纜的開斷點設計要著重關注TD-SCDMA系統(tǒng)，其他系統(tǒng)可參照執(zhí)行。2、無線網(wǎng)小區(qū)切換策略。對于交通線路的信號覆蓋而言，小區(qū)切換的可靠性直接影響到數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，尤其是區(qū)間隧道的小區(qū)切換，更是需要采用特殊的切換策略才能保證其可靠性。對于地鐵站出入口、站臺和站廳之間的切換，可直接采用天花板吸頂天線即可完成。而對于區(qū)間隧道的小區(qū)切換則要復雜得多，其切換主要是在不同小區(qū)之間的交會點進行的，并且需要開斷點之間有足夠的功率余量。通過在隧道口泄漏電纜末端安裝定向平板天線，可以擴大隧道口的覆蓋面積，使隧道內(nèi)外之間的重疊區(qū)更大，增加切換的可靠性。3、POI和泄漏電纜的應用。由于采用了共建共享的模式，因此同時接入的無線通信系統(tǒng)可能較多，這需要POI進行融合處理，并通過泄漏電纜完成區(qū)間隧道的覆蓋。其中POI和泄漏電纜的選型至關重要，前者主要指標為頻率范圍、插損、端口隔離度、帶外抑制等，后者需要重點關注傳輸損耗和耦合損耗，根據(jù)實際需要進行選用。

四、結語

本文以電信基礎設施的共建共享為背景，對我國大型交通樞紐的無線通信技術進行了研究，并以地鐵的通信覆蓋為例，對一些關鍵技術展開了分析。實際上，隨著地鐵的發(fā)展，許多先進的無線通信技術已經(jīng)得到初步應用，但其可靠性有待提高。不難預計，未來將實現(xiàn)更高程度的電信基礎設施共建共享，這將促使交通樞紐的無線通信技術實現(xiàn)更大的突破。

參考文獻

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[3]潘薇薇.機場共建,開創(chuàng)室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)共建共享新模式[J].江蘇通信,2015,31(4):26-27.

作者：王佳婧 單位：中國移動通信集團河南有限公司鄭州市分公司