地鐵/輕軌無線通信系統(tǒng)

前 言
能源、交通、通信是現(xiàn)代社會的三大支柱。運輸、通信發(fā)展的水平和能力是國家經濟和社會發(fā)展水平的重要標志。在現(xiàn)代社會中，唯有迅速、準確、高效地傳輸和處理各種物流、信息流，才能促進社會生產、流通領域的高速發(fā)展，產生巨大的社會效益和經濟效益。
地鐵、輕軌交通是現(xiàn)代城市基礎設施建設的重要項目，是推動和加快地區(qū)經濟發(fā)展的重要基礎工程。地鐵、輕軌被人們稱為都市大動脈，是城市運輸大量乘客的地下或地上高架的電氣化鐵路系統(tǒng)。國內外城市發(fā)展地鐵、輕軌交通的經驗表明，地鐵、輕軌的發(fā)展往往會帶動地區(qū)經濟的發(fā)展，推動經過地區(qū)工商、房地產等行業(yè)的迅猛發(fā)展。
地鐵/輕軌無線通信系統(tǒng)是二十世紀運輸與通信高度結合的產物，它已成為地鐵、輕軌運營中不可缺少的重要組成部分，是提高運輸效率、保證行車安全的重要手段。地鐵/輕軌無線通信系統(tǒng)主要由具有極強調度功能的無線集群通信子系統(tǒng)、光纖傳輸子系統(tǒng)、中繼器加漏泄同軸電纜傳輸無線尋呼引入子系統(tǒng)、蜂窩電話引入子系統(tǒng)等構成。地鐵/輕軌無線通信屬于移動通信的范疇，但又具有限定空間、限定場強覆蓋范圍、技術要求高、專用性強、系統(tǒng)復雜等特點。
概 述
地鐵/輕軌無線通信系統(tǒng)包含集群通信系統(tǒng)、無線尋呼引入系統(tǒng)、蜂窩電話引入系統(tǒng)幾部分。賽格通信公司多年來一直從事集群通信系統(tǒng)的研制開發(fā)和工程組網，在這方面有一定的基礎。國外目前模擬方式的集群系統(tǒng)已經成熟，數(shù)字集群也已商用化。國內目前僅有少數(shù)幾家公司有能力開發(fā)集群系統(tǒng)、地鐵尋呼引入系統(tǒng)，國外目前只有加拿大建立爾一家能夠提供設備，但其設備價格很高，國內市場很難接受。我們目前已開發(fā)出地鐵尋呼引入系統(tǒng)的部分部件，其性能指標與國外水平相當。蜂窩移動電話引入方面我們已具備這方面的技術，在地鐵無線通信系統(tǒng)所涉及到的技術方面，我們居國內領先水平。
系統(tǒng)組成
地鐵/輕軌無線通信系統(tǒng)通常由無線集群通信子系統(tǒng)、光纖傳輸子系統(tǒng)、中繼器加漏泄同軸電纜傳輸子系統(tǒng)等構成。系統(tǒng)主要設備有控制中心設備、集群基站設備、無線移動交換機、光電轉換設備、光分路器、光合路器、光纜、中繼器、漏泄同軸電纜、車站固定臺設備、機車電臺、手持臺等設備。
系統(tǒng)的基本結構通常采用基站加漏纜中繼方式。全線通常設一個控制中心，一個或若干個集群基站，一個無線移動交換機，基站信道數(shù)根據用戶數(shù)及話務量大小靈活配置，動態(tài)分配。調度員發(fā)出的信息經控制中心及無線移動交換機傳至集群基站，基站各無線信道發(fā)射機通過合路器、光電轉換器、光分路器與光纜相接，基站發(fā)出的信息通過光纜傳送至各車站中繼器，由中繼器將信號放大后饋送至全線漏泄同軸電纜輻射出去，使列車司機、車站值班員、手持臺持有者能很好的收到來自調度員的信息。列車司機、車站值班員、手持臺持有者發(fā)出的信息由漏泄同軸電纜接收后傳送至中繼器，中繼器將信號放大后經光電轉換設備、光合路器與光纜相連，通過光纜將信息傳送至基站，再由基站經控制中心及無線移動交換機傳至調度員。
主要功能
系統(tǒng)主要用于地鐵、輕軌線的列車運行指揮、公安治安、防災應急通信和設備及線路的維修施工通信。系統(tǒng)根據地鐵、輕軌線的運行組織和管理需要，按其工作區(qū)域及工作性質不同，分為：
1.列車無線調度通信子系統(tǒng)
2.停車場調車、檢修無線通信子系統(tǒng)
3.車輛段調車、檢修無線通信子系統(tǒng)
4.維修及施工無線通信子系統(tǒng)
以上各無線通信子系統(tǒng)構成的地鐵/輕軌無線通信系統(tǒng)應滿足行車調度、維修調度、公安調度、防災調度、車輛段值班員、停車場值班員等人員與列車司機、車站值班員、區(qū)間工作人員（手持臺持有者）之間的無線通信要求，車站值班員與列車司機之間、列車司機與列車司機之間、列車司機與區(qū)間工作人員之間、區(qū)間工作人員相互之間的無線通信要求，以及無線用戶與程控電話用戶之間的通信要求。完成調度員（固定臺）與移動臺之間的全自動通話接續(xù)，移動臺與移動臺之間的全自動通話接續(xù)，無線用戶與PABX程控電話用戶之間的全自動通話接續(xù)。
關鍵技術
地鐵/輕軌無線通信系統(tǒng)主要由無線集群通信子系統(tǒng)、光纖傳輸子系統(tǒng)、中繼器加漏泄同軸電纜傳輸子系統(tǒng)等構成。其關鍵技術有系統(tǒng)集成技術、無線集群通信技術、光纖傳輸技術、多信道射頻中繼技術等。系統(tǒng)設備主要由控制中心設備、集群基站設備、無線移動交換機、光電轉換設備、光合路器、光分路器、中繼器、光纜、漏泄同軸電纜、車站固定臺設備、機車電臺 、手持臺等構成。與設備相關的關鍵技術有高頻電路技術、頻率合成技術、ASIC技術、單片機控制及軟件技術、專用配套元器件技術等。
采用的研發(fā)技術路線為引進消化國外設備的先進技術，采用模塊化集成方法，自行研制開發(fā)標準信令的集群系統(tǒng)基站設備，自行研制開發(fā)多信道中繼器，采購相對成熟的配套產品，構成整個系統(tǒng)。
1、集群調度通信系統(tǒng)。其中包括集群控制器、無線交換機、調度臺、基站收發(fā)信機、天饋系統(tǒng)、機車電臺、操作維護終端。
2、漏纜中繼系統(tǒng)。包括光纖射頻傳輸系統(tǒng)、雙向放大器。
3、無線尋呼引入系統(tǒng)。包括前端接收部分、信號處理部分、尋呼發(fā)射機、高功率線性放大器。
4、蜂窩電話引入系統(tǒng)。包括高等學校增益大功率線性放大器、高隔離雙工器及高性能合路平臺。
技術指標
集群系統(tǒng)
信令方式
工作頻率
信 道 數(shù)
功能要求
MPT-1327
450～470MHz 或 806～821MHz、851～866MHz
單基站最大24個信道
具有群呼、組呼、選呼、緊急呼叫、排隊、動態(tài)重組等功能
基站收發(fā)信機及機車電臺滿足國標有關要求
尋呼引入系統(tǒng)
引入信道數(shù)
場強覆蓋
呼到率 ≥108
車內及站廳滿足 30μv/m
≥95%
收信機 接收靈敏度
鄰道選擇性
互調抑制
頻道穩(wěn)定度 ＜0.3μv（12dB SINAD）
＞70dB
＞65dB
2.5ppm
發(fā)信機 工作頻率
輸出電平
調制方式
調制速率
調制頻偏
頻穩(wěn)度
鄰道抑制
雜散輸出 134～176MHz、275～285MHz
+10dBm可調
2電平及4電平 FSK調制
512、1200、2400、3200、6400 bps
±4.5KHz(二電平調制)
±1.6KHz、±4.8KHz(四電平調制)
1ppm
＞70dB
＞75dB
功率放大器 工作頻率
輸出功率
增 益 134～285MHz
30W
+55dB
具有過流、過壓、過熱及失配保護、正反向功率檢測
蜂窩移動電話引入系統(tǒng)
工作頻率
增 益
功放輸出功率
互調抑制 800MHz、900MHz及1.8GHz頻段
80dB
20W
30dB