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城市轨道交通信号系统频率规划与覆盖探讨

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城市轨道交通信号系统频率规划与覆盖探讨 文华(广东省电信规划设计院有限公司,广东东莞 5 2 3 0 0 ̄ 摘要:随着3 G A ̄ k务的发展,个人无线热点自由组建,给城市轨道交通控制信号系统带来不少干扰。列车因信号干扰,启动自动防护功能,导致列车无法高速行驶。本文着重介绍移动闭塞系统c B T c、乘客信息显示系统P I s以及移动车厢民用w i F i系统频率规划和实现,保证城市轨道交通正常运行为首要任务,为乘客提供民用车厢W i F i&务。 关键词:干扰;频率规划;覆盖规划

1引言

调整系数1 . 1 X并发用户数/ 1 5, ); 8 0 2 . 1 I n( 2×2 ) A P吞吐量:

4 M b p s、 A P数吞吐量: 1个 ( r o u n d u p(目标覆盖区域调整系随着无线通信技术的飞速发展,城市轨道交通在车辆 7 . 1×[用户体验系数1 . 2×( w i f i用户数×每用户平均使用带控制信号系统方面研究出基于无线通信的列车自动控制系统数1 C B T C。目前国内部分城市轨道交通C B T C使用2 . 4 G H z频段信号,

 ̄3 3 0 k b p s )/吞吐量 (工程取值)] )。权衡A P数: A P总数吞吐量=

此频段属于公众开放频率,个人便携式W i F i由用户依托手机终 M A X( EA P数吞吐量,∑A P数用户数)。综上所述, c B T c系统、 P I s系 i f i系统分别需配置2、1、 2个频点。 端3 G网络承载自行组建,其呈现随时变动的特性,产生干扰,影统和车厢民用W 2 . 4频率分配响地铁正常运行。为了满足无线高速业务需求,在移动车厢部

署P I S系统和民用W i F i网络。本文主要探讨如何统筹规划城市轨道交通W i F i频率,避免各系统间相互干扰。

8 0 2 . 1 i k I/ g的信道每隔5 M H z一个,每个信道宽度是2 2 M H z, 实际只有 3个互不干扰的信道 ( 1, 6, 1 1 ),纵观整个W i F i系统的频点总需求为5个,需要引用其他频率。根据三张网络的安全等级,从长远角度考虑,建议建 ̄C B T C系统申请专用频率,与民用

2频率规划 2 . 1优先等级

避免同频干扰;或C B T C系统 ̄ o P I S协同并网合建一张 C B T C:基于无线通讯的

移动闭塞控制信号系统,它承担列频率分开,网络,申请使用5 . 8 G H Z频率。车厢民用W i F i系统使用2 . 4 G H z频车的调度和安全运行保障作用,其优先级别为最高级。 与用户终端保持一致。 P I S:乘客信息显示系统, P I S系统的功能除了在车厢内显率,示乘车须知、列车时刻等文本信息外,还可播放媒体新闻、广告 3覆盖规划等信息,调度指挥和协同应对。其优先等级为次重要。 民用车厢W i F i系统,是为乘客提供高速率上网、移动特性 的互联网业务,其优先等级为最低级。

3 . 1车地交互通信系统 建设基于W i F i 2 . 4 c/ 5 . 8 G l t z点对点的组网的M E S H网络,采用多射频无线A P模式,内含4个无线模块,其中3个5 . 8 G H z回传模 块, 1个2 . 4 G H z接入模块,适合多媒体业务。列车上的M P基于轨旁

2 . 2频率资源 是2 2 M H z,实际只有3个互不干扰的信道 ( 1, 6, 1 1 )。 技术有M I M O、 M I M O— O F D M、 4 0 M H z信道、 S h o r t G I、 F E C、 M R C等。 中国区域该频率允许使用5个不交叉2 0 M H z的带宽频点,分别为 1 4 9、1 5 3、1 5 7、1 6 1、1 6 5

P的R S S I值与某些轨旁M P建立M e s h链路。这些链路包含两种类 2 . 4 G H z频段8 0 2 . 1 l b/ g的信道每隔5 M H z一个,每个信道宽度 M 型:活跃链路,休止链路。在一个时间点,一个车载M P只有一条 可以有多条休止链路。数据只在活跃链路上传递。 5 . 8 G H z频段8 0 2 . 1 I n是目前最新标准,物理层采用的关键活跃链路,

3 . 2车厢民用wi f i系统 根据车厢民用W i F i容量模型测算,一个车厢需要配置2个 A P。单节车厢长度约为2 0米:单点放装A P,在车厢两端。链路衰耗计算如下: P t发射机功率2 7 d b m、 G t发射天线增益为0、 G r接

2 . 3频率需求

d b、 L D ( d )空间路径损耗为6 7 . 6 d b、 L s:电缆及各 C B T C系统在列车两边的车头分别放置一个车载A P,用以与收天线增益为3 、 L s:人体阻挡损耗为2 0 d b,合计一 5 7 . 6 d b m。 轨旁A P建立通信连

接。车载子系统通过采用先进的无线视频传类器件的损耗为0

输技术,实现列车与地面之间的双向高速实时通信。列车两端司机室设置功能相同的车载设备,以双机热备方式运行,当一台出 。

室内空间路径损耗公式:L D( d )[ d B】=4 0+1 O + l g ( d ) 其中d:距离 ( m ); n:路径损耗指数取同层2 . 7 6。综上所述,车

P,距离A P最远处即车厢中部位置,接收电现故障时I另一台能够及时接管系统,系统仍能正常运行,且不会厢内两端单点放装A 5 7 . 6 d b m,满足“接收电频强度大于一 7 5 d b m”要求,覆盖方导致丢帧、误帧等。因此, C B T C系统需要配置2个频点。 P I S系统频为一在整个车厢中只需要占用1个频点即可。 车厢民用w i f i系统,需求根据容量模型进行核算,其频 案合理。

目前三种融合方式:独立新建、 C B T C/ P I S合一系统+民用

i F i系统、 C B T C+ P I S/民用W i F i合一系统。不论哪种组合方式, 点数需求为2个。具体容量模型如下:单节车厢承载旅客: 1 5 0 W

有序使用的原则。 人(车厢限载l 5 0人)、 W I F I用户数 (按5 0% ): 7 人、并发用户数其根本应遵循频率合理、 ( 3 0% ): 2 3人( W I F I用户数 X3 0% )、单A P支持同时并发用户数:

[参考文献]

[ 1]《北京交通大学自主创新C B T C系统“十年磨- - N”》 .新浪教育, 2 0 1 1 l 5人(工程经验值 )、 A P数犀 7糌: 2个 ( r o u n d u p ( ̄标覆盖区域年O 1月. [ 2 3《 H 3 c公司轨道交通行业P I S系统解决方案》 .杭州华三通信技术有限 2 0 0 8年明 . 作者简介:文华,广东省电信规划设计院有限公司,长期从事公司,

G S M、 C D M A、 w i F i网络咨询规划设计工作。

[ 3]《 8 0 2 . 1 l n技术交流》 .中太数据, 2 0 1 0年7月.

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