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(jīng)濟和社會發(fā)展水平的重要標(biāo)志。在現(xiàn)代社會中，唯有迅速、準(zhǔn)確、高效地傳輸和處理各種物流、信息流，才能促進(jìn)社會生產(chǎn)、流通領(lǐng)域的高速發(fā)展，產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。
地鐵、輕軌交通是現(xiàn)代城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要項目，是推動和加快地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)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(nèi)外城市發(fā)展地鐵、輕軌交通的經(jīng)驗表明，地鐵、輕軌的發(fā)展往往會帶動地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，推動經(jīng)過地區(qū)工商、房地產(chǎn)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(jì)運輸與通信高度結(jié)合的產(chǎn)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(diào)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(gòu)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(shù)要求高、專用性強、系統(tǒng)復(fù)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(wǎng)，在這方面有一定的基礎(chǔ)。國外目前模擬方式的集群系統(tǒng)已經(jīng)成熟，數(shù)字集群也已商用化。國內(nèi)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(shè)備，但其設(shè)備價格很高，國內(nèi)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(biāo)與國外水平相當(dāng)。蜂窩移動電話引入方面我們已具備這方面的技術(shù)，在地鐵無線通信系統(tǒng)所涉及到的技術(shù)方面，我們居國內(nèi)領(lǐng)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(gòu)成。系統(tǒng)主要設(shè)備有控制中心設(shè)備、集群基站設(shè)備、無線移動交換機、光電轉(zhuǎn)換設(shè)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(shè)備、機車電臺、手持臺等設(shè)備。
系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)通常采用基站加漏纜中繼方式。全線通常設(shè)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(jù)用戶數(shù)及話務(wù)量大小靈活配置，動態(tài)分配。調(diào)度員發(fā)出的信息經(jīng)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(zhuǎn)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(diào)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(jīng)光電轉(zhuǎn)換設(shè)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(jīng)控制中心及無線移動交換機傳至調(diào)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(zāi)應(yīng)急通信和設(shè)備及線路的維修施工通信。系統(tǒng)根據(jù)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(zhì)不同，分為：
1.列車無線調(diào)度通信子系統(tǒng)
2.停車場調(diào)車、檢修無線通信子系統(tǒng)
3.車輛段調(diào)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(gòu)成的地鐵/輕軌無線通信系統(tǒng)應(yīng)滿足行車調(diào)度、維修調(diào)度、公安調(diào)度、防災(zāi)調(diào)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(diào)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(guān)鍵技術(shù)
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(gòu)成。其關(guān)鍵技術(shù)有系統(tǒng)集成技術(shù)、無線集群通信技術(shù)、光纖傳輸技術(shù)、多信道射頻中繼技術(shù)等。系統(tǒng)設(shè)備主要由控制中心設(shè)備、集群基站設(shè)備、無線移動交換機、光電轉(zhuǎn)換設(shè)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(shè)備、機車電臺 、手持臺等構(gòu)成。與設(shè)備相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)有高頻電路技術(shù)、頻率合成技術(shù)、ASIC技術(shù)、單片機控制及軟件技術(shù)、專用配套元器件技術(shù)等。
采用的研發(fā)技術(shù)路線為引進(jìn)消化國外設(shè)備的先進(jìn)技術(shù)，采用模塊化集成方法，自行研制開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)信令的集群系統(tǒng)基站設(shè)備，自行研制開發(fā)多信道中繼器，采購相對成熟的配套產(chǎn)品，構(gòu)成整個系統(tǒng)。
1、集群調(diào)度通信系統(tǒng)。其中包括集群控制器、無線交換機、調(diào)度臺、基站收發(fā)信機、天饋系統(tǒng)、機車電臺、操作維護(hù)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(xué)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(shù)指標(biāo)
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(biāo)有關(guān)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(nèi)及站廳滿足 30μv/m
≥95%
收信機 接收靈敏度
鄰道選擇性
互調(diào)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(diào)制方式
調(diào)制速率
調(diào)制頻偏
頻穩(wěn)度
鄰道抑制
雜散輸出 134～176MHz、275～285MHz
+10dBm可調(diào)
2電平及4電平 FSK調(diào)制
512、1200、2400、3200、6400 bps
±4.5KHz(二電平調(diào)制)
±1.6KHz、±4.8KHz(四電平調(diào)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(hù)、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(diào)抑制 800MHz、900MHz及1.8GHz頻段
80dB
20W
30dB