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大型交通枢纽无线通信关键技术

时间：2022-12-31 22:24 所属分类：科技论文 点击次数：

　　摘要：近年来，交通运输业蓬勃发展，大型交通枢纽数量不断增加，对无线通信的要求日益提高。为了节约投资，不同的运营商开始采用共建共享的方式进行无线通信系统建设和应用，但其中许多关键技术仍不成熟。本文以地铁枢纽的无线通信覆盖为例，对基于共建共享理念的大型交通枢纽无线通信进行了深入探讨，以期为大型交通枢纽的无线通信系统建设提供思路。

　　关键词：共建共享大型交通枢纽地铁无线通信

　　一、前言

　　随着经济社会的迅速发展，交通运输行业也迎来了一个新的发展高峰，各种大型交通枢纽开始出现在人们的日常生活中，并成为生产生活中不可或缺的一部分。本文以地铁枢纽的无线通信覆盖为例，对其覆盖方案、小区的划分及切换等关键技术问题进行了探讨，以期为我国的交通行业通信系统建设提供参考。

　　二、地铁无线覆盖网络构架

　　1、总体结构设计。地铁的应用场景是通信基础设施实行共建共享的最典型应用场景之一，由于地铁施工条件十分恶劣，可供通信系统布局的空间十分有限，其无线网络覆盖不可能让每家运营商都独立进行建设，因此采用共建共享是必然的要求。与一般的无线通信系统类似，地铁覆盖网络包含了无线、电源和传输等子系统，通过一定的拓扑形式构成一个复杂的无线综合覆盖网络[3]。2、无线模块设计。中国移动、中国联通和中国电信三家运营商的无线网络是相互独立的，它们之间很容易形成相互干扰，因而需要通过无线模块进行区分。本文认为，三家运营商可以通过PIO或多频分合路设备来完成上行和下行链路的合路，从而实现无线主设备的共享，然后再结合室内分布设计、泄漏电缆应用等技术对地铁枢纽的站台、隧道、出入口等位置进行全面无线覆盖。3、电源模块设备。地铁枢纽的布局比较复杂，其空间也十分有限，这给通信系统的供电带来了很大的困难。一般来说，目前较多采用两种方式来实现供电：一种是采用组合开关电源作为无线和传输模块的电源设备，另一种是通过直流远程供电的方式来为无线设备提供电力。这两种方式均有应用，考虑到设计难度和系统的简洁性，本文采用了第二种方式。4、传输模块设计。信号的传输需要借助物理介质来完成，各机房之间由于距离较远，因此一般采用光纤传输技术，通过在不同的主设备开断点之间布设光缆，完成设备之间的级联和小区划分。光缆采用48芯光纤，三家运营商共建共享，资源平均分配。对于地铁站的通信机房之间的数据传输，则采用144芯光缆，并以共建共享的形式平均分配使用。

　　三、大型交通枢纽无线通信关键技术

　　1、无线覆盖策略。

　　地铁覆盖场景十分复杂，涉及到站厅、站台、区间隧道等不同的场景。对于站台和站厅的覆盖可采用面覆盖方式，通过布设天线阵列来实现大面积覆盖，但系统边缘场强不得低于-80dBm。当POI合路后，上下行分布可用于无线覆盖，其半径一般约为15m，为简单起见，信号的传播规律可以通过自由空间传播损耗模型来描述，尤其需要关注各频段下天线入口的是小功率。区间隧道是地铁车辆运行的线路，乘客除了进站候车的时间外，其主要时间都是在区间隧道中度过的，因此区间隧道是无线通信系统设计的重中之重。考虑到区间隧道的布局特点，因此采用泄漏电缆来完成全程覆盖，但系统边缘场强不得低于-85dBm。由于TD-SCDMA系统信源输出功率较其它系统要低得多，因此泄漏电缆的开断点设计要着重关注TD-SCDMA系统，其他系统可参照执行。

　　2、无线网小区切换策略。

　　对于交通线路的信号覆盖而言，小区切换的可靠性直接影响到数据传输质量，尤其是区间隧道的小区切换，更是需要采用特殊的切换策略才能保证其可靠性。对于地铁站出入口、站台和站厅之间的切换，可直接采用天花板吸顶天线即可完成。而对于区间隧道的小区切换则要复杂得多，其切换主要是在不同小区之间的交会点进行的，并且需要开断点之间有足够的功率余量。通过在隧道口泄漏电缆末端安装定向平板天线，可以扩大隧道口的覆盖面积，使隧道内外之间的重叠区更大，增加切换的可靠性。

　　3、POI和泄漏电缆的应用。

　　由于采用了共建共享的模式，因此同时接入的无线通信系统可能较多，这需要POI进行融合处理，并通过泄漏电缆完成区间隧道的覆盖。其中POI和泄漏电缆的选型至关重要，前者主要指标为频率范围、插损、端口隔离度、带外抑制等，后者需要重点关注传输损耗和耦合损耗，根据实际需要进行选用。

　　四、结语

　　本文以电信基础设施的共建共享为背景，对我国大型交通枢纽的无线通信技术进行了研究，并以地铁的通信覆盖为例，对一些关键技术展开了分析。实际上，随着地铁的发展，许多先进的无线通信技术已经得到初步应用，但其可靠性有待提高。不难预计，未来将实现更高程度的电信基础设施共建共享，这将促使交通枢纽的无线通信技术实现更大的突破。

　　参考文献

　　[1]徐琳,杨非.大型交通枢纽多系统室内覆盖共建共享研究[J].中国新通信,2015,17(19):17-18.

　　[2]张超.轨道交通之地铁无线公网覆盖技术研究[J].数字通信世界,2015.

　　[3]潘薇薇.机场共建,开创室内覆盖系统共建共享新模式[J].江苏通信,2015,31(4):26-27.