一、5號(hào)線無(wú)線集群通信系統(tǒng)組成介紹

北京地鐵五號(hào)線南起宋家莊，北至天通苑北，全線長(zhǎng)27.78km，設(shè)車站22座、控制中心1個(gè)、車輛段1個(gè)、停車場(chǎng)1個(gè)。地鐵線路包括地下和地上兩段，其中地下線路位于宋家莊停車場(chǎng)到惠新西街北口區(qū)間，全長(zhǎng)16.9km，地下段為上行、下行雙洞隧道，沿線車站全部為地下站，共16座地下車站（宋家莊站～惠新西街北口站）；地上線路位于大屯路東到天通苑北區(qū)間，全長(zhǎng)10.88km，沿線車站為地面車站或高架車站，共6座地面車站�？刂浦行脑O(shè)在小營(yíng)，車輛段設(shè)在太平莊，停車場(chǎng)設(shè)在宋家莊。

地鐵專用無(wú)線通信系統(tǒng)采用800兆MOTOROLA Dimetra TETRA數(shù)字集群設(shè)備，是地鐵五號(hào)線內(nèi)部無(wú)線用戶之間進(jìn)行高效通信聯(lián)絡(luò)的手段。無(wú)線通信系統(tǒng)覆蓋上述全部地鐵線路、沿線各車站的站臺(tái)和站廳、車輛段和停車場(chǎng)，保證列車運(yùn)行全程沒(méi)有通信盲區(qū)，為調(diào)度員、列車司機(jī)、車站值班員、車輛段和停車場(chǎng)內(nèi)的無(wú)線用戶提供話音通信和數(shù)據(jù)通信。無(wú)線通信系統(tǒng)由交換控制中心設(shè)備、網(wǎng)管設(shè)備、調(diào)度臺(tái)、基站、漏泄同軸電纜、用戶臺(tái)、接口設(shè)備、光纖直放站等主要設(shè)備組成。見(jiàn)圖1。

無(wú)線通信系統(tǒng)采用星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，數(shù)字集群交換控制設(shè)備安裝在小營(yíng)控制中心設(shè)備機(jī)房?jī)?nèi)，基站通過(guò)傳輸系統(tǒng)提供的通道接入交換控制中心。本系統(tǒng)共設(shè)置19套集群基站，其中在16個(gè)地下車站每站設(shè)置1套集群基站，地面區(qū)域在宋家莊停車場(chǎng)、立水橋車站、太平莊車輛段各設(shè)置一套集群基站，完成對(duì)全線車站、區(qū)間、車輛段及停車場(chǎng)的無(wú)線場(chǎng)強(qiáng)覆蓋。

二、5號(hào)線弱場(chǎng)區(qū)間發(fā)現(xiàn)的過(guò)程

近期，我公司多次接到地鐵司機(jī)關(guān)于車載電臺(tái)使用情況的反饋，問(wèn)題集中表現(xiàn)在立水橋南站-北苑路北站區(qū)間車載電臺(tái)經(jīng)常發(fā)生呼不通或者通話斷續(xù)的情況。我公司對(duì)存在問(wèn)題的區(qū)段進(jìn)行了反復(fù)的勘查，發(fā)現(xiàn)在本區(qū)間從5號(hào)線跨越五環(huán)路的高架橋到易初蓮花超市大約幾百米的地鐵正線存在信號(hào)弱的現(xiàn)象。

本區(qū)段信號(hào)覆蓋方式如下：大屯路東站安裝有某品牌無(wú)線集群通信系統(tǒng)光纖直放站遠(yuǎn)端機(jī)一臺(tái)，直放站遠(yuǎn)端機(jī)輸出一路收發(fā)共用信號(hào)通過(guò)1/2英寸射頻同軸電纜經(jīng)過(guò)二公分器分成兩路，兩路信號(hào)通過(guò)7/8英寸射頻同軸電纜引至位于車站北側(cè)鐵塔頂部的兩幅定向天線，實(shí)現(xiàn)南北兩個(gè)方向的信號(hào)覆蓋（向南覆蓋至大屯路東站-惠新西街北口站的地面部分，向北與安裝在立水橋站的MOTOROLA EBTS基站鐵塔對(duì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)立水橋站-大屯路東站四個(gè)站和三個(gè)區(qū)間的信號(hào)覆蓋）。

在關(guān)掉大屯路東站的光纖直放站遠(yuǎn)端機(jī)后，信號(hào)弱的區(qū)段不增反減，這是典型的同頻干擾的現(xiàn)象。光纖直放站近遠(yuǎn)端機(jī)的工作原理如圖2所示，EBTS基站輸出端口與射頻耦合器連接，耦合器取用一小部分功率送至光纖直放站近端機(jī)，大部分射頻功率送往與基站連接的天饋系統(tǒng)。由于光纖直放站遠(yuǎn)端機(jī)只是再現(xiàn)了基站的射頻信號(hào)，由于存在傳輸時(shí)延，信號(hào)的相位會(huì)發(fā)生改變，當(dāng)同樣頻率在同一地點(diǎn)重疊覆蓋時(shí)會(huì)造成信號(hào)幅度的衰減，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成通信盲區(qū)。

三、設(shè)備調(diào)整和測(cè)試的方法

首先我們用MOTOROLA MTP850集群手持電臺(tái)進(jìn)行呼叫試驗(yàn)，并通過(guò)手臺(tái)自帶的場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試功能確認(rèn)當(dāng)時(shí)光纖直放站遠(yuǎn)端機(jī)工作正常，機(jī)房?jī)?nèi)靠近鐵塔一側(cè)的窗戶邊的信號(hào)大約是-60dBm，且手持臺(tái)之間呼叫正常，聲音清晰。通過(guò)調(diào)整光纖直放站近端機(jī)的輸出增益旋鈕改變遠(yuǎn)端機(jī)的輸出功率后，測(cè)試人員使用手持臺(tái)乘坐5號(hào)線在大屯路東站-立水橋站之間觀察場(chǎng)強(qiáng)覆蓋的數(shù)值并進(jìn)行呼叫試驗(yàn)。

1.  首先將某品牌數(shù)字式通過(guò)式功率計(jì)串入到直放站遠(yuǎn)端機(jī)輸出端口（使用通過(guò)式功率計(jì)的輸入端），測(cè)量其輸出功率。將原來(lái)接入到遠(yuǎn)端機(jī)的1/2英寸同軸電纜接到通過(guò)式功率計(jì)的輸出端，通過(guò)式功率計(jì)自帶的屏幕能夠顯示測(cè)量到的射頻功率值和電壓駐波比。此功率計(jì)使用交流供電，在整個(gè)測(cè)試調(diào)整過(guò)程中一直保持開(kāi)機(jī)。在初始狀態(tài)下，通過(guò)式功率計(jì)測(cè)得的光纖直放站遠(yuǎn)端機(jī)輸出端的功率是4.5W左右，后經(jīng)調(diào)整使輸出功率設(shè)置為3W實(shí)現(xiàn)了較好的覆蓋效果。

2.  使用MOTOROLA SCOUT場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試軟件進(jìn)行信號(hào)覆蓋測(cè)試。該軟件通過(guò)無(wú)線終端設(shè)備作為接收單元，將信號(hào)的強(qiáng)度和信令連續(xù)記錄在電腦上，同時(shí)支持外接GPS接收器記錄經(jīng)緯度。北京地鐵的MOTOROLA集群系統(tǒng)每年每條線都要定期測(cè)試一次，測(cè)試結(jié)果保存以便將來(lái)對(duì)比，當(dāng)發(fā)現(xiàn)局部地區(qū)場(chǎng)強(qiáng)覆蓋出現(xiàn)異常時(shí)會(huì)隨時(shí)測(cè)試。本次測(cè)試為了最大限度降低金屬車體對(duì)手持臺(tái)接收信號(hào)的屏蔽效果，我們?cè)诹熊囁緳C(jī)室進(jìn)行了測(cè)試。以下是兩次測(cè)試的結(jié)果對(duì)比，圖3為前期調(diào)查時(shí)測(cè)試的結(jié)果，圖4為調(diào)整當(dāng)天測(cè)試的結(jié)果。

四、總結(jié)

本次信號(hào)覆蓋優(yōu)化工作經(jīng)過(guò)了多次現(xiàn)場(chǎng)勘查，并通過(guò)技術(shù)手段精確測(cè)定了弱場(chǎng)區(qū)域。解決問(wèn)題的思路從認(rèn)定設(shè)備發(fā)射功率不夠造成信號(hào)覆蓋不好轉(zhuǎn)變?yōu)閼岩墒峭�頻干擾造成區(qū)間信號(hào)抵消，并通過(guò)關(guān)閉直放站遠(yuǎn)端機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，確認(rèn)了在關(guān)閉遠(yuǎn)端機(jī)后，原來(lái)的弱場(chǎng)區(qū)間變短了。這給我們?cè)谄渌�線路解決類似問(wèn)題提供了好的思路。

參考文獻(xiàn)

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[2] 中華人民共和國(guó)電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（SJ/T 11228-2000）《數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)體制》