郜中飛

摘 要：無線通信系統(tǒng)在輕軌和地鐵中的核心應(yīng)用價(jià)值目前已經(jīng)得到證實(shí)，但是就地鐵的可持續(xù)發(fā)展和成本節(jié)約要求而言，究竟選擇何種無線通信系統(tǒng)、依靠何種技術(shù)等方面在當(dāng)前的地鐵無線通信系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)中，仍是一個(gè)需要進(jìn)一步探索的問題。基于成本最小化使用價(jià)值最大化的要求，本文對當(dāng)前地鐵無線通信系統(tǒng)的公用頻道方案和專用頻道方案設(shè)計(jì)進(jìn)行比對，并按照地鐵當(dāng)前發(fā)展的實(shí)際需要，就方案設(shè)計(jì)的有效性問題提出新的建議。

關(guān)鍵詞：地鐵無線通信系統(tǒng)；應(yīng)用技術(shù)；系統(tǒng)方案選擇

1 地鐵無線通信系統(tǒng)方案存在的必要性

地鐵專用的無線通信系統(tǒng)隨著我國各個(gè)行業(yè)國際化速度的不斷提升，而逐漸進(jìn)入了一個(gè)以國際化標(biāo)準(zhǔn)為改革趨向的新的發(fā)展區(qū)間。目前除北、上、廣、深經(jīng)濟(jì)相對發(fā)達(dá)的城市以外，大連、青島、南京、重慶等城市的地鐵無線通信系統(tǒng)同時(shí)也在構(gòu)建的過程中。按照地鐵無線通信系統(tǒng)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的地鐵和列車下各種運(yùn)營管理機(jī)構(gòu)之間所存在的唯一的通信連接紐帶作用來看，地鐵無線通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要保障對調(diào)度管理功能、語音通信功能、數(shù)據(jù)通信功能等的覆蓋，以保障系統(tǒng)通信質(zhì)量和安全性的提升。因此地鐵無線通信系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)在當(dāng)前地鐵無線通信系統(tǒng)的規(guī)劃中就更為重要。

2 地鐵無線通信系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)選擇及比對

2.1 應(yīng)用技術(shù)的選擇和比對

當(dāng)前在地鐵無線通信系統(tǒng)的構(gòu)建過程中，較為普遍的通信應(yīng)用技術(shù)主要有TETRA、MPT1327（模擬集群）、GSM-R數(shù)字集群三種通信方式。其中GSM-R立足以公網(wǎng)的GSM技術(shù)，并綜合調(diào)度通信功能以保障地鐵無線通信數(shù)字集群通信系統(tǒng)的應(yīng)用，此種應(yīng)用模式在深圳地鐵二號線的設(shè)計(jì)初期階段被嘗試應(yīng)用過，但是因?yàn)镚SM-R在車流密度較大的城市中運(yùn)用的頻次較低，因此為了保險(xiǎn)起見，GSM-R的應(yīng)用模式和無人駕駛技術(shù)的設(shè)計(jì)被排除，但是此類創(chuàng)新設(shè)計(jì)的嘗試，為我國地鐵無線通信系統(tǒng)的應(yīng)用性技術(shù)的創(chuàng)新奠定了良好的基礎(chǔ)。TETRA數(shù)字集群的應(yīng)用嘗試主要是當(dāng)前我國地鐵無線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方為調(diào)度通信而專門制定的通信體制，因此需要覆蓋調(diào)度通信所需要的各類功能，當(dāng)然在實(shí)際應(yīng)用過程中，在數(shù)字通信系統(tǒng)運(yùn)用的頻率高并已經(jīng)成為未來發(fā)展趨勢的前提下，北京、上海、南京、廣州等城市的正式應(yīng)用或者正在籌建中的地鐵中TETRA數(shù)字集群得以有效的運(yùn)用在地鐵無線通信系統(tǒng)中，這對當(dāng)前我國地鐵對已經(jīng)獲得的各類頻率資源的良好運(yùn)用，以及TETRA在全國各大城市地鐵無線通信系統(tǒng)中未來的統(tǒng)一性應(yīng)用均有較為良好的推進(jìn)作用。相對而言，MPT1327作為模擬集群卻始終無法與數(shù)字系統(tǒng)頻率利用率相媲美，但是可以在油田、公安及水利系統(tǒng)中被良好的加以應(yīng)用。

2.2 地鐵無線通信系統(tǒng)方案選擇的比對

地鐵無線通信系統(tǒng)方案種類比較多，目前按照工作信道為標(biāo)準(zhǔn)來區(qū)分主要為公用頻道方案和專用頻道方案兩種。其中公用頻道方案還可以分為數(shù)字集群和模擬集群兩種方案模式。專用頻道方案要求每種頻道都必須有唯一的用途，即便空置下來也不能做其他用途，因此分為中繼器方式和車站臺方式。公用頻道方案的數(shù)字集群要求下所產(chǎn)生的方案，需要設(shè)置出多種通話頻道以及一個(gè)控制頻道，由于集群方案中需要使用頻道共享和動態(tài)分配頻道技術(shù)來保障所有頻道均被使用的概率低于專用頻道繁忙時(shí)所使用的概率，那么頻道在高于三個(gè)以上時(shí)，此中集群頻道的方案優(yōu)勢就會被體現(xiàn)出來，比如其可靠性、擴(kuò)容、保密性以及對無線電頻率的占用、頻道切換和轉(zhuǎn)換均會高于其他方案。模擬集群的方案主要使用300-300HZ模擬信號來進(jìn)行傳輸，模擬話音信號在對載頻調(diào)制時(shí)只能保留一個(gè)頻率，此種方式在我國只能使用MPT1327的集群標(biāo)準(zhǔn)。相對而言數(shù)字集群方案的使用則主要使用低碼率話音編碼的方式，同一個(gè)載頻可以擁有多種頻次，此種集群方式主要以TETRA的集群標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)，以便來解決業(yè)務(wù)單一、功能弱、頻率效率低下、不便于加密等模擬集群無法滿足的技術(shù)要求。

3 地鐵無線通信系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的改良措施

結(jié)合地鐵無線通信系統(tǒng)方案所需要的技術(shù)以及使用的方案比對，目前我國地鐵無線通信系統(tǒng)，可以選擇一個(gè)比較適合當(dāng)前和未來地鐵無線通信發(fā)展需要的方案判定依據(jù)。比如以地鐵無線通信系統(tǒng)在可能出現(xiàn)擴(kuò)容的前提下所出現(xiàn)的頻道數(shù)為依據(jù)，當(dāng)頻道數(shù)不高于3小時(shí)時(shí)使用專用的頻道方案，反之則使用集群方案。但是由于方案選擇和相應(yīng)的匹配技術(shù)較為復(fù)雜，目標(biāo)我國采用的集群方案的配備零件和關(guān)鍵設(shè)備又源自對國外的引進(jìn)，因此，很容易出現(xiàn)重復(fù)引進(jìn)、方案重復(fù)性幾率比較大的問題，對于此為實(shí)現(xiàn)成本最小化利率最大化的要求，建議未來可以在學(xué)習(xí)外國地鐵無線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行地鐵無線通信系統(tǒng)的全部國產(chǎn)化應(yīng)用。

此外，結(jié)合上文中地鐵無線通信系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)技術(shù)的比對結(jié)果來看，TETRA對頻率資源的利用率比較高，其話務(wù)分布也較為均勻，因此對比群組通信需求來看，可以以其系統(tǒng)可靠、干擾比較少的特性在未來地鐵無線通信系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中可以大范圍的進(jìn)行應(yīng)用推廣。

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