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【摘要】本文介绍了TETRA数字集群专用无线通信系统的构成，以及在地铁通信系统中的主要覆盖范围及覆盖模式，总结了无线系统覆盖的性能指标要求，和几种改善覆盖性能的优化方法及具体措施。
【关键词】TETRA数字集群覆盖性能指标网络优化
一、概述
近年来地铁作为一种大运量、绿色环保的交通工具，在改善城市交通系统效率上扮演着越来越重要的角色，目前国内各主要城市都在大力发展地铁交通系统，来改善城市交通状况，加速经济发展。
无线通信系统作为地铁通信中的一种专用通信系统，承担着地铁运营中的大量信息交互的责任，是提高地铁运输效率、确保行车安全、进行车辆调度和应对突发事件的重要手段。由于无线通信系统的用户主要分布在隧道或地下站厅，针对隧道通信的特点，优质地实现无线场强覆盖，是确保无线通信稳定、安全运营的必要手段。
二、地铁无线通信系统的组成
TETRA数字集群系统作为一种成熟、稳定的无线通信系统，在国内的地铁通信行业中得到了广泛的应用。TETRA数字集群无线通信系统由网络基础设施和移动台组成，其中网络基础设施主要设备包括控制中心集群交换控制设备（MSO）、基站、调度台、二次开发平台和网管系统，各部分设备通过标准通信接口接入传输系统，由传输系统提供的通道有机协调运行，实现各部分的功能，各网络设施在逻辑上呈现以控制中心集群交换控制设备（MSO）为中心的星形拓扑结构；移动台包含便携台、固定台和车载台。网络设施和移动终端相互作用共同完成无线通信系统的通信功能。该系统可以实现位于控制中心（OCC）、车辆段/停车场的调度员与列车司机、运营人员、维护人员及车辆段/停车场人员等不同的用户之间进行有效的话音和数据通信，保障地铁运营的通信畅通。
三、地铁无线系统的覆盖范围及方法
通常情况下，无线系统的信号覆盖要能满足车辆段、停车场内运营、维护人员以及管理人员所持的便携电台及运行在车辆段、停车场、区间隧道范围内的车载电台通信需求。根据地铁工程建筑结构及运营管理的特点，无线系统覆盖范围分为以下四种区域：（1）行车区间线路区域覆盖方式。区域中的行车区间主要指隧道区域、地面及高架空间，为确保在区间线路上信号均匀及无盲区分布，此区域的无线信号覆盖方式采用技术上成熟的漏泄同轴电缆实施，其特点为场强分布均匀，没有驻波场，适用于隧道、地铁、长廊等地形以及拥挤的办公区环境。（2）站厅站台区域覆盖方式。地铁运营的车站区域为所有地下车站的全部范围，包括但不限于站台、站厅及其人行通道等。地下车站依据车站的结构及覆盖环境，采用室内天线及漏泄电缆相结合的方式实现。①站台层：一般情况下利用敷设于站台侧面的隧道内漏泄同轴电缆进行无线覆盖。考虑可能部分地铁车站站台区域较大，并且屏蔽门对信号的阻挡以及上下行区间列车同时进站时对泄漏电缆辐射信号的衰减影响较大，建议在站台单独布放一套天馈系统对信号进行补充覆盖，避免列车进站时信号的陡然下降对通话质量的影响。②站厅层：公共区域采用室内天线覆盖，对站厅层和设备层房屋密集的区域、出入通道、换乘通道可采用吸顶天线加射频电缆方式进行覆盖。（3）车辆段/停车场区域覆盖方式。车辆段/停车场区域将根据实际情况进行覆盖方案的设计，对于范围较小，且地形空旷，建筑物稀疏的场景下，建议通过楼顶架设基站和室外天线形式进行覆盖，采用全向天线屋顶架设方式，达到车辆段内/停车场的场强覆盖要求。（4）控制中心区域覆盖方式。对于控制中心将根据实际情况决定覆盖方式，如果控制中心范围较大，且建筑物密集，楼层较高，建议采用室外铁塔架设天线方式进行场强覆盖，采用全向天线来达到整个控制中心区域的覆盖要求。如果控制中心仅为一栋建筑物的情况下，可以采用室内天线及基站相结合的方式来进行无线覆盖。
四、地铁无线通信覆盖中的网络优化
1.根据工程经验，地铁通信无线系统覆盖的性能指标要求：（1）车载电台在沿线95%的时间和地点概率的最低场强接收电平≥-85dBm；（2）便携电台在站厅、站台、车辆段/停车场内90%的时间和地点概率的最低场强接收电平≥-85dBm；（3）在满足信噪比的要求下，区间覆盖应符合在以下条件下任何100米连续区段内场强无缝覆盖时间及地点概率为95%的要求；（4）在满足信噪比的要求下，控制中心、车站、车辆段/停车场无线覆盖应符合任何40米连续区段内场强无缝覆盖时间及地点概率为95%的要求。
根据覆盖设计方案完成设备安装后，必须对覆盖的区域进行场强测试，来检测实际的电平是否达到合同要求的覆盖指标。可以使用Motorola的AirTracer软件配合手持台来进行覆盖电平的测试分析，结合分析结果对弱覆盖的区域进行针对性的网络优化来改善覆盖效果。对于未达到覆盖性能指标要求的区域，通过网络优化手段来改善覆盖性能。
2.网络优化方法。（1）调整基站发射功率：对于站厅及隧道内信号电平强度普遍过强或过弱时，可以在网管侧对基站的发射功率进行减小或增大调整，达到优化效果，该方法优点在于不用调整链路结构，简单易行；（2）调整基站端耦合器耦合方向：对于隧道内信号电平强度普遍过强，而站厅内信号电平强度较弱时，可采用此方法；（3）更改无源器件的种类：例如当隧道内一侧信号电平强度与另一侧信号电平强度的差值过大时，可将漏泄电缆支路应用的四功分器更换为一个二功分器和两个耦合器的组合，以均衡隧道两侧信号强度；（4）参数调整。①MS_TXPWR_MAX_CELL：终端允许的最大发射功率。移动台在通信过程中所用的发射功率是受基站控制的。基站根据上行信号的场强、上行信号的质量，以及功率预算的结果控制移动台提高或降低移动台的发射功率，通常情况下，由于移动台的上行信号比基站的下行信号要弱，建议将该参数设置为在最大功率发射来改善覆盖性能。②RXLEV_ACCESS_MIN：最小接入电平。适当的调整RXLEV_ACCESS_MIN参数可以影响网络覆盖范围，通过调整该参数可以解决上下行不平衡问题，避免在移动台接收信号电平很低的情况下接入系统，一般建议设置为-102左右。实际使用时必须通过多次实地测试，在覆盖和通话质量间找到一个平衡点，既保证覆盖范围，又保证正常通话。③SLOW_RESELECT_HYSTERESIS：迟滞参数。对于在相邻小区交叠覆盖区域时，若出现覆盖缝隙，建议可以将该参数值设小来加速小区重选切换，从而达到改善覆盖的目的。
五、结束语
无线通信系统在地铁专用通信中起着举足轻重的作用，是保证车地通信的关键手段，耐心、细致的进行无线通信系统的覆盖优化，使无线系统的覆盖能够满足设计要求，是保障地铁安全、平稳、高效运行的必要手段。
参考文献
[1]李伟章等.城市轨道交通通信.北京：中国铁道出版社，2008.10
[2]关国俊. TETRA系统小区重选探讨.《铁道通信信号》，2011年05期
[3]数字集群系统技术建议书.中国电子科技集团公司，2009.10
[4]地铁专用通信系统技术规格书.中国通号公司、上海铁路通信工厂，2010.10
【关键词】TETRA数字集群覆盖性能指标网络优化
一、概述
近年来地铁作为一种大运量、绿色环保的交通工具，在改善城市交通系统效率上扮演着越来越重要的角色，目前国内各主要城市都在大力发展地铁交通系统，来改善城市交通状况，加速经济发展。
无线通信系统作为地铁通信中的一种专用通信系统，承担着地铁运营中的大量信息交互的责任，是提高地铁运输效率、确保行车安全、进行车辆调度和应对突发事件的重要手段。由于无线通信系统的用户主要分布在隧道或地下站厅，针对隧道通信的特点，优质地实现无线场强覆盖，是确保无线通信稳定、安全运营的必要手段。
二、地铁无线通信系统的组成
TETRA数字集群系统作为一种成熟、稳定的无线通信系统，在国内的地铁通信行业中得到了广泛的应用。TETRA数字集群无线通信系统由网络基础设施和移动台组成，其中网络基础设施主要设备包括控制中心集群交换控制设备（MSO）、基站、调度台、二次开发平台和网管系统，各部分设备通过标准通信接口接入传输系统，由传输系统提供的通道有机协调运行，实现各部分的功能，各网络设施在逻辑上呈现以控制中心集群交换控制设备（MSO）为中心的星形拓扑结构；移动台包含便携台、固定台和车载台。网络设施和移动终端相互作用共同完成无线通信系统的通信功能。该系统可以实现位于控制中心（OCC）、车辆段/停车场的调度员与列车司机、运营人员、维护人员及车辆段/停车场人员等不同的用户之间进行有效的话音和数据通信，保障地铁运营的通信畅通。
三、地铁无线系统的覆盖范围及方法
通常情况下，无线系统的信号覆盖要能满足车辆段、停车场内运营、维护人员以及管理人员所持的便携电台及运行在车辆段、停车场、区间隧道范围内的车载电台通信需求。根据地铁工程建筑结构及运营管理的特点，无线系统覆盖范围分为以下四种区域：（1）行车区间线路区域覆盖方式。区域中的行车区间主要指隧道区域、地面及高架空间，为确保在区间线路上信号均匀及无盲区分布，此区域的无线信号覆盖方式采用技术上成熟的漏泄同轴电缆实施，其特点为场强分布均匀，没有驻波场，适用于隧道、地铁、长廊等地形以及拥挤的办公区环境。（2）站厅站台区域覆盖方式。地铁运营的车站区域为所有地下车站的全部范围，包括但不限于站台、站厅及其人行通道等。地下车站依据车站的结构及覆盖环境，采用室内天线及漏泄电缆相结合的方式实现。①站台层：一般情况下利用敷设于站台侧面的隧道内漏泄同轴电缆进行无线覆盖。考虑可能部分地铁车站站台区域较大，并且屏蔽门对信号的阻挡以及上下行区间列车同时进站时对泄漏电缆辐射信号的衰减影响较大，建议在站台单独布放一套天馈系统对信号进行补充覆盖，避免列车进站时信号的陡然下降对通话质量的影响。②站厅层：公共区域采用室内天线覆盖，对站厅层和设备层房屋密集的区域、出入通道、换乘通道可采用吸顶天线加射频电缆方式进行覆盖。（3）车辆段/停车场区域覆盖方式。车辆段/停车场区域将根据实际情况进行覆盖方案的设计，对于范围较小，且地形空旷，建筑物稀疏的场景下，建议通过楼顶架设基站和室外天线形式进行覆盖，采用全向天线屋顶架设方式，达到车辆段内/停车场的场强覆盖要求。（4）控制中心区域覆盖方式。对于控制中心将根据实际情况决定覆盖方式，如果控制中心范围较大，且建筑物密集，楼层较高，建议采用室外铁塔架设天线方式进行场强覆盖，采用全向天线来达到整个控制中心区域的覆盖要求。如果控制中心仅为一栋建筑物的情况下，可以采用室内天线及基站相结合的方式来进行无线覆盖。
四、地铁无线通信覆盖中的网络优化
1.根据工程经验，地铁通信无线系统覆盖的性能指标要求：（1）车载电台在沿线95%的时间和地点概率的最低场强接收电平≥-85dBm；（2）便携电台在站厅、站台、车辆段/停车场内90%的时间和地点概率的最低场强接收电平≥-85dBm；（3）在满足信噪比的要求下，区间覆盖应符合在以下条件下任何100米连续区段内场强无缝覆盖时间及地点概率为95%的要求；（4）在满足信噪比的要求下，控制中心、车站、车辆段/停车场无线覆盖应符合任何40米连续区段内场强无缝覆盖时间及地点概率为95%的要求。
根据覆盖设计方案完成设备安装后，必须对覆盖的区域进行场强测试，来检测实际的电平是否达到合同要求的覆盖指标。可以使用Motorola的AirTracer软件配合手持台来进行覆盖电平的测试分析，结合分析结果对弱覆盖的区域进行针对性的网络优化来改善覆盖效果。对于未达到覆盖性能指标要求的区域，通过网络优化手段来改善覆盖性能。
2.网络优化方法。（1）调整基站发射功率：对于站厅及隧道内信号电平强度普遍过强或过弱时，可以在网管侧对基站的发射功率进行减小或增大调整，达到优化效果，该方法优点在于不用调整链路结构，简单易行；（2）调整基站端耦合器耦合方向：对于隧道内信号电平强度普遍过强，而站厅内信号电平强度较弱时，可采用此方法；（3）更改无源器件的种类：例如当隧道内一侧信号电平强度与另一侧信号电平强度的差值过大时，可将漏泄电缆支路应用的四功分器更换为一个二功分器和两个耦合器的组合，以均衡隧道两侧信号强度；（4）参数调整。①MS_TXPWR_MAX_CELL：终端允许的最大发射功率。移动台在通信过程中所用的发射功率是受基站控制的。基站根据上行信号的场强、上行信号的质量，以及功率预算的结果控制移动台提高或降低移动台的发射功率，通常情况下，由于移动台的上行信号比基站的下行信号要弱，建议将该参数设置为在最大功率发射来改善覆盖性能。②RXLEV_ACCESS_MIN：最小接入电平。适当的调整RXLEV_ACCESS_MIN参数可以影响网络覆盖范围，通过调整该参数可以解决上下行不平衡问题，避免在移动台接收信号电平很低的情况下接入系统，一般建议设置为-102左右。实际使用时必须通过多次实地测试，在覆盖和通话质量间找到一个平衡点，既保证覆盖范围，又保证正常通话。③SLOW_RESELECT_HYSTERESIS：迟滞参数。对于在相邻小区交叠覆盖区域时，若出现覆盖缝隙，建议可以将该参数值设小来加速小区重选切换，从而达到改善覆盖的目的。
五、结束语
无线通信系统在地铁专用通信中起着举足轻重的作用，是保证车地通信的关键手段，耐心、细致的进行无线通信系统的覆盖优化，使无线系统的覆盖能够满足设计要求，是保障地铁安全、平稳、高效运行的必要手段。
参考文献
[1]李伟章等.城市轨道交通通信.北京：中国铁道出版社，2008.10
[2]关国俊. TETRA系统小区重选探讨.《铁道通信信号》，2011年05期
[3]数字集群系统技术建议书.中国电子科技集团公司，2009.10
[4]地铁专用通信系统技术规格书.中国通号公司、上海铁路通信工厂，2010.10