地铁交通是一个十分特殊工作环境，对通信设备也有许多特殊功能要求。精心设计、精心施工，以先进成熟的技术和设备提供满足一切使用要求的地铁专用无线通信系统，是每一个专业工作者的职责。

    随着城市人口的不断膨胀，许多大城市交通日益困难，仅靠增加地面交通的方法已不能从根本上解决城市公共交通问题。因此，发展地铁和轻轨解决城市公共交通已成为大都市的重点基础工程和长期发展目标。

    地铁交通是—个十分特殊工作环境，对通信设备也有许多特殊功能要求。地铁通信系统是一个种类繁多的大系统，各子系统即相互关联，又相对独立。—个完美的地铁通信系统应该是各子系统之间结构紧凑、动作协调、功能齐备、高度可靠的整体系统。地铁专用无线通信系统作为高速运行的地铁列车与车下运营管理机构之间唯一的通信手段，担负着提高运营效率、保障行车安全及地铁乘客生命安全的重要使命。精心设计、精心施工，以先进成熟的技术和设备提供满足一切使用要求的地铁专用无线通信系统，是每—个专业工作者的职责。

    地铁专用无线通信系统的设计，可以确保语音及数据通信功能、调度管理功能的实现以及保证全线场强覆盖、提高通信质量。同时，系统的安全可靠、扩容和后期工程的延续性也是系统设计的重要依据。其中系统方案的确定又是设计工作中最为关键的环节——它不仅对整个无线通信系统陛能的好坏、价格的高低起着决定性的作用，而且对是否能满足地铁后期工程带来的通信系统扩容要求具有极大的影响。因此嗅重设计和优选系统方案，对妥善处理好当前建设和今后发展的关系，具有重要的意义。下面，通过对几种地铁无线通信系统方案的比较，选择出最优的设计方案。

 1．无线调度通信技术体制比较

    目前．在全球范围内应用较多的解决专用无线调度通信的技术体制大致有三种：GSM—R、TE—TRA数字集群及MPT1327模拟集群通信体制。

    GSM-R是在公网GSM技术基础上融合了调度通信功能的专门用于铁路无线通信的数字集群通信系统。其突出特点是将高速铁路列车自动控制信息的传输与以语音通信为主的调度通信统一纳入同—个无线通信平台，是—个功能完善、实现通信信号—体化的先进高效的通信系统。在欧洲高速铁路得到了大量应用。

    TETRA数字集群与MPT1327模拟集群通信系统都是为调度通信专门制定的通信体制，当然具备调度通信所要求的—切功能，两种体制的通信系统均得到了广泛的应用。应该说，TETRA数字集群和MPT1327模拟集群系统都能够完全满足地铁运营管理对专用无线通信系统的要求，只是模拟系统不如数字系统的频-~-N用率高，且数字通信技术终归是未来的发展方向为充分利用地铁已经获得的频率资源，并且为整个城市地铁无线通信网的全网统一性考虑，建议采用TETRA数字集群通信体制实现城市地铁专用无线通信。

 2．系统结构比较

    根据地铁线路的特点，TETRA 数字集群通信系统按基站设置方式的不同可以有以下几种系统结构：

2．1大区制：在控制中心设置交换控制设备和基站，在地铁沿线车站均设置射频放大设备，地铁沿线架设漏泄同轴电缆实现场强覆盖。大区制的优点是投资较省，列车司机与行车调度员之间的通话不存在越区切换；缺点是信道利用率不高，故障弱化能力较差，不能实现小三角通信，尤其是列车进出车辆段时正线通话组与车辆段通话组不能自动转换。此外，大区制系统结构不易扩容也是其致命弱点。因为地铁工程建设的分期、分阶段是司空见惯的事情。

2．2中区制：在控制中心设置交换控制设备，在地铁沿线的重要车站设置基站，其它车站设置射频放大设备，交换控制设备与基站之间通过有线传输通道连接，地铁沿线架设漏泄同轴电缆。中区制在设备投资、信道利用、越区切换频次、故障弱化能力等方面均介于大区制与小区制之间，不具备小区制的小三角通信功能，也不存在大区制的车载设备在列车进出车辆段时正线通话组与车辆段通话组不能自动转换的问题。

2．3小区制：在控制中心设置交换控制设备，在地铁沿线各车站设置基站，交换控制设备与基站之间通过有线传输通道连接，地铁沿线架设漏泄同轴电缆实现全线场强覆盖。小区制的缺点是投资较高，列车司机与行车调度员之间的通话存在较多越区切换；优是信道利用率高，系统的故障弱化能力较强，尤其可贵的是能够实现车站值班员与接近列车司机之间无须拨号就能建立的通信联系。因此，在移动通信系统中，不提倡采用信道数过多的大区制系统，而建议采用大区分裂成小区的方案。也就是说从话务量与服务质量的关系角度出发，多基站的中、小区制方式优于单基站的大区制方式。

 3．隧道内场强覆盖方式比较

    地铁区间隧道内射频场强的覆盖方式无外乎两种：采用隧道天线作为辐射源的空间波覆盖方式及采用漏泄电缆作为传输线和分布天线的覆盖方式。前者投资省，安装工程量小，但场强覆盖难以控制，会对隧道内的电磁环境产生不良影响，无法为控制越区切换、降低同频干扰等具体问题进行针对眭的场强分布精确设计，实际使用先例很少；而后者尽管造价昂贵，施工工程量大，但由于采用漏泄电缆能够实现对电磁波传播和辐射的严密控制(既保证了自身系统的抗干扰又能降低对其他无线系统干扰的可能性)，因此在国内外地铁的建设中均得到了广泛的应用。

    隧道中漏泄电缆的配置可以有多种方式。从理论上来讲，最好是选择一种耦合损耗渐变的漏缆，也就是说由于漏缆的传输损耗所造成的漏缆中射频信号电平的逐渐下降，可以通过逐渐变小的耦合损失加以补偿，最终在隧道中得到的场强覆盖曲线是一条完美的直线。但实际中由于漏缆生产工艺的限制，耦合损失渐变的漏缆还没有进入实用阶段。于是变通地，就有了选用几种不同耦合损失的漏缆进行组合的应用方式。这种方式提供的场强覆盖曲线尽管达不到理想的水平直线，但已能得到下降斜率很小的直线基础上的锯齿波形。也就是说缩小了场强波动范围。因此，在工程设计中，建议采用组合方式进行漏缆配置。

 4．长大区间射频信号放大方式的比较

    采用漏泄电缆实现区间隧道射频信号的场强覆盖，当区间太长时需在漏缆中间增加放大器对射频信号进行放大。常用的放大器有两种类型：射频直放中继器和采用光纤作为传输媒介的光纤直放站。两种放大方式对比如下：

 4．1下行载噪比。采用射频直放中继器放大的是由基站获得的信号，可以获得较好的载噪比；光纤直放站由于光端机噪声系数的增加，其信号的载噪比不及射频直放中继器。

 4．2信号传输时延。在放大器不级联的情况下，射频直放中继器对原射频信号的附加时延小；光纤直放站附加时延大。

 4．3可靠性。由于射频直放中继器是—级有源设备，可靠性较好；光纤直放站包含近端射频调制、光路传输、远端射频解调、射频放大四个部分，这四个部分是串联工作的，其中每—个部分出了故障，都会导致整条链路故障，可靠性较差。

 4．4级联放大互调影响。射频直放中继器级联放大时互调影响较大；光纤直放站级联放大时互调影口向较小。应该说两种方式各有利弊。但总的说来，当放大器不级联时，采用射频直放中继器比较合适；反之，当放大器需要多级级联时，则采用光纤直放站更为有利。

 5．系统新建与扩容方式比较

    采用TETRA数字集群通信系统实现地铁专用无线通信可以有两种方式：新建系统方式和在其他线TETRA 系统基础上扩容的方式。

    从理论上来讲，扩容方式不用再上中心控制设备，可以节约投资、提高通信系统使用效率，为地铁各条线路无线通信系统的相互兼容、互连互通打下基础。可现实中，由于—些商业原因，理论上合理的方案在实际操作中得不到期望的效果。所以，在这个问题上不好一概而论，每条新建地铁线路要根据具体隋况做具体分析。

    经过上述多方面的比较，建议地铁专用无线通信采用TETRA数字集群通信系统，并以多基站加一级射频直放中继器的结构组成系统。该结构的特点是频率资源利用率较高，话务分布较为均匀，能较好地满足群组通信的需求，干扰较少，系统可靠性较高，系统扩容灵活方便。