探究轨道交通多体系合路平台（POI：POINT试述OF试述INTERFACE）轨道交通覆盖解决案例学术

论文导读：断面比隧道大的多，面积一般在3000～9000㎡，地形平坦开阔，因此大多数都采用分布天线阵覆盖方式。地下站站厅采用天线阵覆盖方式，而车站出入口敷设泄露电缆进行覆盖，用7/8"馈线作为主干传输，1/2"的馈线作为跳线连接。考虑到车站的弱电井一般位于角落区域，天馈分布系统的走线路由可能会达到百米以上。因此，设计时要对布线方式
摘要：城市轨道交通作为无线通信的“盲区”有着人流量大、移动性强、地形狭长、信号入射角度小、隧道信号不均匀等特点。为轨道交通量身一个符合其特点的信号覆盖系统，既满足了客户对优质通信环境的需求又具有良好的社会和经济效益。文章首先简要介绍多系统合路平台（POI）的工作原理，在此基础上从组网方式、分布式系统的设计等方面总结轨道交通信号覆盖设计的一些思路。
关键词：多系统合路平台（POI） 轨道交通 室内覆盖
1007-9416（2013）08-0019-02
多系统合路平台（POI，Point Of Interface），利用滤波器即频率分隔技术及频率合成技术可将多个频段信号进行合路。使用多系统合路平台进行室内覆盖，可以实现多系统、多频段的信号共路双向或单向传输，有效的避免了各运营商室内分布系统的重复建设，达到了共建共享的目的。目前多系统合路平台多运用在大型建筑或市政设施内，实现多网络信号的兼容覆盖，如地铁、汽车站、以及大型公共馆等。
1 方案概述
为了避免各个系统相互间的电磁干扰干扰，一般采用上/下行信号分离方案，从各运营商基站来的信号分上下行两个端口接入POI设备，将上行和下行链路信号分开传输。作为连接信源和分布系统的桥梁，POI的主要作用是对各个系统的下行信号进行合路，上行信号进行分路，同时尽可能地抑制掉各频带间的干扰。工作原理如图1。
城市轨道交通系统引入了包括G，CDMA，WCDMA，TD-SCDMA，WLAN以及控制、监控、消防通信系统等多种频段的信号。因此需要采用多系统合路平台建设室内分布系统，总体方案如图2所示。各运营商的信源设备安装在轨道交通地下车站的公共机房内，信号经多系统合路平台合路后，经过传输系统，到达天馈系统，完成对所有站厅、站台及区间隧道的无线通信覆盖。其中，地下车站站厅层、站台层则采用全向吸顶天线进行覆盖，地下隧道及车站站台采用漏泄同轴电缆进行覆盖，出入口通道采用定向吸顶天线进行覆盖。
2 通信系统组网分析
目前国内的轨道交通主要分为轻轨和地铁，而站台分为地上和地下两种，例如重庆这类的山城，大多数站台都分布在地下，本节主要讨论地下站台的组网。对于地下站台，大量的用户都是在高速移动，因此为了减少网络的位置更新总量，降低信令的负荷，应尽量减少轨道交通线路穿越LAC分界线的情况。这就提出了两种不同的组网方式：专有共BSC方式和非专有BSC方式。
专有共BSC方式是指共用BSC对地下站台进行信号覆盖。这样的组网方式，使得列车在地下轨道内部运行时不存在位置更新。但由于80%的站台的分布系统与室外宏站归属不同的LAC地址，造成乘客进出站台时的位置更新数量增加。
非专有BSC方式即就近入网方式，它的位置更新将发生在地下分布系统，由于这些客流经过不同的移动业务交换中心，位置更新是不可避免的。下面是对这两种方式的比较，见表1。
通过对比，我们可以得出结论，专有共BSC方式要优于非专有共BSC方式。而在实际建设中常用的组网方式也多是前者，因为在位置更新数量上，前者更新较少，对网络的影响也较小；后者的位置更新发生在轨道车辆高速运行中，从而造成了对交换机瞬时冲击，不利于网络的稳定与安全，用户体验度较低。
3 无线覆盖建设分析

3.1 站厅覆盖方式-分布天线阵

地下站站厅的断面比隧道大的多，面积一般在3000～9000㎡，地形平坦开阔，因此大多数都采用分布天线阵覆盖方式。
地下站站厅采用天线阵覆盖方式，而车站出入口敷设泄露电缆进行覆盖，用7/8"馈线作为主干传输，1/2"的馈线作为跳线连接。考虑到车站的弱电井一般位于角落区域，天馈分布系统的走线路由可能会达到百米以上。因此，设计时要对布线方式进行优化，既要满足施工标准也要考虑走线的美观，系统设计应保证天线口的输出功率达到覆盖场强。根据室内分布设计国标规范，G天线口的输出功率一般在10～12dBm，其他系统也应满足规范要求。假设每副天线覆盖范围为，则边缘场强的测算公式为：
式（3-1）中，为天线口辐射功率；为天线增益，取2.0dBi；式（3-2）中一般取接收点距天线1m处的路径损耗；为同层衰减指数，取2.76；为附加楼层衰减因子，取15dB。按照公式，可计算出各系统的天线覆盖半径。
论文导读：个接收频带内的杂散发射指标，同时抑制基站杂散互调发射对其它系统上行信道的干扰。组网方式如图4所示。根据工程标准和实际经验，发射端与接收端之间的隔离度大约提高30dB以上，杂散干扰将被大大的削弱。电波在自由空间的损耗公式：式（3-3）中，为自由空间的路径传播损耗，与收发天线增益无关，仅与传输路径有关。由
　

3.2 站台覆盖方式-泄露电缆

目前国内地下站台多为岛式和侧式。
（1）岛式站台是指站台位于两条运行线路中间的站台，站台两边分别为相同线路不同方向往来的列车，为地下站台最常见的站台。
（2）侧式站台是指轨道在中间，站台在两侧的站台，乘客可以在不同的站台乘上行或下行的列车，多为地上站台。
对于岛式站台，多使用隧道两侧布放泄露电缆进行信号覆盖，如图3所示：
泄露电缆即外导体部分剖开或割掉的同轴电缆。本质是一种连续型的天线，具有馈线和天线的双重功能：一方面将发射机的输出空滤辐射到附近的空间，另一方面接收移动台天线的辐射功率，实现在隧道中基站与移动台之间的无线通信。

3.3 隧道覆盖方式

隧道的覆盖是轨道交通通信系统在设计时应该重点考虑的。列车在隧道内是双向行驶的，当有列车经过时，隧道被列车填充后剩余的空间十分狭小，对信号在隧道内的传播会有较大的影响，况且在隧道内安装天线进行覆盖的话，不仅空间有限，而且维修和保养也十分的困难。隧道内的弯道使得信号直射传播变得困难；同时，由于吸收衰落和多径效应的存在使得传播损耗大大增加，因此一般采用泄漏电缆的方式对隧道进行覆盖。对于区间距离较短的隧道直接采用辐射泄露电缆的方式覆盖；而较长的隧道，在覆盖功率不足时，可以源于：大学生论文网www.7ctime.com
使用光纤直放站对信号进行放大补偿满足覆盖要求。

3.4 收发合缆系统合路平台

利用POI多系统合路平台建设的轨道交通通信系统时，根据POI系统的输入输出端口数的不同分为收发分缆和收发合缆两种。
收发分缆POI系统是由两套拓扑结构相同的分布系统分别传输上行和下行信号，每个系统有一收一发两个输入端口，上行和下行是物理上完全独立的两套系统。该方式的特点是系统间抗干扰能力强，器件隔离度要求不高。
收发合缆POI系统的上下行共用一套分布系统，在POI前端是不同系统的上下行信号接入，而在POI后端是收发共用的一套天馈系统，这种方式能有效的节省投资成本，避免重复建设。但需要确定各类基站在各个接收频带内的杂散发射指标，同时抑制基站杂散互调发射对其它系统上行信道的干扰。组网方式如图4所示。
根据工程标准和实际经验，发射端与接收端之间的隔离度大约提高30dB以上，杂散干扰将被大大的削弱。
电波在自由空间的损耗公式：
式（3-3）中，为自由空间的路径传播损耗，与收发天线增益无关，仅与传输路径有关。
由于收发合缆的方式是上下行链路共用一套天馈系统，大约缺少30dB的空间链路损耗，因此在实际工程中，收发合缆方式的POI端口隔离度要求达到120dB左右，同时系统需要接入前置滤波器，从而保证系统间的良好通信。
4 结语
采用多系统合路平台建设轨道交通通信系统，不但保证了良好的通信质量，更有效的降低了通信网络建设的总成本。同时，一次施工，一套设备，最大限度的减少了系统的复杂度，保持了室内建筑的美观。
参考文献
谢骥.多系统合路平台（PIO）测试方法与研究.移动通信，2012，16：52.
上海市无线电协会，移动通信多系统室内综合覆盖.上海：上海科学技术出版社，200

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[3]方勇，彭斌.多系统合路时的地铁覆盖解决方案及切换分析.移动通信，2008，21：44.
[4]高泽华，高峰等.室内分布系统规划与设计.北京：人民邮电出版社，2013.187-190.