無線集群通信在地鐵中的應用

1、1無線集群通信簡介無線集群通信是一種智能化的無線頗率管理技術。集群系統(tǒng)的本質(zhì)是允許大量用戶共享理技術。集群系統(tǒng)的本質(zhì)是允許大量用戶共享少量通信信道和虛擬專網(wǎng)技術。其工作方式與移動電話系統(tǒng)相似，由個交換控制中心根據(jù)需要，自動為用戶指定無線信道。其不同點在于集群通信以組呼為主，用戶之間有嚴格的上下級關系。用戶根據(jù)不同的優(yōu)先級占用或搶占無線信道，呼叫接續(xù)要快(300ms-500ms)，且以單工、半雙工通信為主要通信方式。 2無線集群的地鐵應用 2.l概述 地鐵的無線集群通信系統(tǒng)為控制中心調(diào)度員、車輛段調(diào)度員、車站值班員等固定用戶與列車司機、防災、維修、公安等移動用戶之間提供通信手段。系統(tǒng)必須滿足行車

2、安全、應急搶險的需要。目前，地鐵無線集群通信系統(tǒng)均采用TETRA數(shù)字集群通信系統(tǒng)組網(wǎng)。 在地鐵中的調(diào)度網(wǎng)通常包括行車調(diào)度網(wǎng)維修調(diào)度網(wǎng)、環(huán)控調(diào)度網(wǎng)、車輛段調(diào)度網(wǎng)和防災網(wǎng)、調(diào)度網(wǎng)5個無線詞度專網(wǎng)。 在TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)中，各調(diào)度網(wǎng)以虛擬專網(wǎng)的方式存在，互相獨立，互不影響。各調(diào)度網(wǎng)共享頻點和基站設備，提高了頻率資源的利用率，節(jié)約了設備投資。地鐵中的無線數(shù)字集群系統(tǒng)還與信號系統(tǒng)(A鴨)相配合，為調(diào)度臺與車載臺提供列車的位置與狀態(tài)信息。 TETRA分機間具有脫機對講功能(相當于對講機)。在司機與調(diào)度不能正常通話的緊急情況下，利用該功能司機可直接呼叫車站值班員，起到應急通信的作用。 在TETRA數(shù)字集

3、群系統(tǒng)中，各調(diào)度網(wǎng)以虛擬專網(wǎng)的方式存在，互相獨立，互不影響。各調(diào)度網(wǎng)共享頻點和基站設備，提高了頻率資源的利用率，節(jié)約了設備投資。地鐵中的無線數(shù)字集群系統(tǒng)還與信號系統(tǒng)(A鴨)相配合，為調(diào)度臺與車載臺提供列車的位置與狀態(tài)信息。1rI強RA分機間具有脫機對講功能(相當于對講機)。在司機與調(diào)度不能正常通話的緊急情況下，利用該功能司機可直接呼叫車站值班員，起到應急通信的作用。 TETRA集群系統(tǒng)采用單工、半雙工為主要通信方式，足削鮐蹇講話(眥ush T0 T救)時才占用無線信道，節(jié)約了無線資源和終端耗電。才占用無線信道，節(jié)約了無線資源和終端耗電。該系統(tǒng)具有選呼、組呼、列車廣播、優(yōu)先呼叫、強拆、強插、調(diào)度

4、通話錄音J舌臺監(jiān)聽等功能。 目前，我國地鐵所使用數(shù)字集群系統(tǒng)為MOTOROLA和歐洲宇航EADS(原NOA)的產(chǎn)品。2.2組網(wǎng)方式在地鐵通信的一條線路中，可采用大區(qū)制、中區(qū)制、小區(qū)覦組網(wǎng)。2.21大區(qū)制全線路只在個車站設置基站，全線其它車站均設置直放站。大區(qū)制的特點為：不存在越區(qū)切換問題、工程造價低。其缺點為：可靠性較低、存在多徑干擾的場點較多、單基站載頻有限、擴容受到限制。2.2.2 中區(qū)制 在少數(shù)八1個車站設置基站，全線其它車站均設置直放站。中區(qū)制的特點為：頻率資源利用率較高、越區(qū)切換頻次較少、干擾較少、系統(tǒng)可靠性較高、工程造價較低、擴容靈活方便。 基站與直放站的鏈接，可以采用同軸漏泄電纜

5、鏈接與利用地鐵傳輸網(wǎng)鏈接二種方式。 223小區(qū)制 在每個車站設置基站，地鐵中非相鄰基站載頻頻率般允許進行空間復用。小區(qū)制的特點為：頻率資源利用率高、越區(qū)切換頻次多、干擾少、系統(tǒng)可靠性高、工程造價較高。 近年來，基站價格下降，開始接近直放站的價格，故目前新建地鐵的無線集群通信系統(tǒng)口用小區(qū)制組網(wǎng)方案逐漸增多。 2.3無線場強覆蓋范圍地鐵集群通信系統(tǒng)的無線場強覆蓋范圍包括：地鐵運行線路全線各車站的站臺、站廳及區(qū)間隧道或地面及高架線路，以及整個車輛段地面區(qū)域(含檢修庫、運用庫等)，可以采用如下方式進行場強覆蓋。23I沿線隧道、地面及高架運行線路及沿線地下車站的站臺區(qū)主要采用漏泄同軸電纜輻射方式進行場強

6、覆蓋。 232沿線地下車站站廳區(qū)(含部分出入口通道)主要采用吸頂?shù)屠炀€進行場強覆蓋。 233車輛段、停車場主要采用室外全向及低廓天線進行場強覆蓋。 2.4地鐵對無線集群通信系統(tǒng)的功能需求24I無線通信可以為地鐵內(nèi)部固定工作員與流動工作人員之間提供話音通信、短信息與分緦數(shù)捅豆信。系統(tǒng)以組呼為主，也可以提供選呼。242根據(jù)業(yè)務需要，為中心調(diào)度員、車站值班員、車輛段停車場值班員、列車司機以及各部門流動人員之間提供無線通信手段。 243按使用部門或人員進行優(yōu)先權排隊，當業(yè)務信道全部占用時，優(yōu)先權級別高的呼叫可中斷優(yōu)先權級別低的通話，以保證調(diào)度作業(yè)的正常進行，并確保緊急情況下的指揮、調(diào)度。 244具有

7、緊急呼叫功能，緊急呼叫的優(yōu)先 24_5中心調(diào)度員可插入列車廣播，對列車乘客進行選呼廣播和全呼廣播。 246中心調(diào)度員可監(jiān)聽本部門調(diào)度用戶的通話，并對所有的通話可以自動或人工錄音。 247控制中心的無線調(diào)度核心網(wǎng)設備具有呼叫記錄功能，存儲主呼和被呼號碼、位置、類型、日期和時間，必要時，可打印輸出 。 2.4.8具有設備的自檢和中心檢測功能。 249地面線路和地面車站、車輛段/停車場，采用基站和空間波天線完成工作區(qū)域的場強覆蓋；地下線路和地下車站采用基站(或直放站)和漏泄同軸電纜(或隧道天線)完成工作區(qū)域的場強覆蓋。 2.410整個系統(tǒng)由位予控制中心的核心網(wǎng)設備，位于車站的基站設備，以及列車臺、各

8、部門便攜臺和傳輸通道等組成。 2.4.11在話音質(zhì)量為i級的保證條件下，邊緣覆蓋概率為：系統(tǒng)空間渡覆蓋的地點概率不小于90，孺泄同軸電纜輻射電波覆蓋的地點概率不小于95。 TETRA數(shù)字集群系統(tǒng) TETRA（Trans European Trunked Radio 泛歐集群無線電，現(xiàn)在已改為Terrestrial Trunked Radio 陸上集群無線電）數(shù)字集群通信系統(tǒng)是基于數(shù)字時分多址（TDMA）技術的專業(yè)移動通信系統(tǒng)，是由ETSl推薦的個數(shù)字集群標準，該標準是個公開的標準。TETRA標準采用TDMA與FDD技術，將個載頻的25KHz帶寬分為4個時隙(信道)。TETRA系統(tǒng)集調(diào)度、移動電

9、話、移動數(shù)傳和短消息業(yè)務于體，非常適合專網(wǎng)無線調(diào)度使用。 31 TETRA標準 TETRA標準描述了TETRA系統(tǒng)的空中接口與各種外圍接口。核心網(wǎng)與基站之間的接口尚未標準化，故TETRA系統(tǒng)的標準化程度，低于公眾移動通信系統(tǒng)，造成了一定的設備壟斷性。 32盹TR空中接口 TETRA系統(tǒng)在我國使用806-821MHz(上 行)和851墻66Mm(下行)頻段，和現(xiàn)有的模擬集群通信系統(tǒng)所使用的頻段是致的。該系統(tǒng)用,3.144 DQPSK調(diào)制方式，其最大相位變化不超過1800，調(diào)制頻帶窄，接收端無需基準相位振蕩。 在TETRA系統(tǒng)中，每個無線電載波，無論是匕行或下行鏈路均劃分為4個時隙。每一時隙構成個無線信道?？捎糜诔休d話音/數(shù)據(jù)業(yè)務、控制信令或兩者混合進行傳輸。 4元線集群終端4.1車載臺地鐵列車前后兩端駕駛室各安裝一臺車載與車次等信息。電路、控制面板、話筒、天線等組成。其中無線收發(fā)信機、控制和接1：3電路安裝在個固定的機殼內(nèi)，控制藹板和話筒分別安裝在駕駛員座位左方與右方，天線安裝在車頂。駕駛員可以通過操作控制面板的按鍵，發(fā)出通信請求，并通過話筒發(fā)話，通過揚聲器收聽。通過系統(tǒng)與ATS的連接，控制面板顯示屏上會顯示當前列車位置與車次等信息。42車站臺 車站臺為固定臺。配置在每個車站