主頁（http://www.130131.com）：城市軌道交通專有無線通訊頻率規(guī)劃探討

1.概述

隨著城市的快速發(fā)展，軌道交通已成為現(xiàn)代城市基礎設施建設的重要項目。軌道交通的運營離不開大量信息的交互，因此專用的無線通訊系統(tǒng)必不可少的。

城市軌道交通機電系統(tǒng)中，多處均涉及有無線通訊的使用，包括通信、信號、屏蔽門等多個專業(yè)，無線信號分布在隧道、地下站廳等多個環(huán)境中，使用的用戶除了軌道交通專業(yè)人員外，還包括公安人員和乘客。無線通訊在城市軌道交通中呈現(xiàn)出多樣性和復雜性，因此必須針對城市軌道交通的專有無線通訊頻率進行提前規(guī)劃，以便于運營的管理，保障運營的安全。

2.需求分析

2.1 通信系統(tǒng)

2.1.1 無線調度通信

無線調度通信系統(tǒng)為控制中心調度員、車輛段調度員、車站值班員等固定用戶與列車司機、防災、維修等移動用戶之間提供迅速、有效的通信手段，是提高運輸效率、確保行車安全及應對突發(fā)事件的必要保障。

根據(jù)國家相關部門的要求，城市軌道交通所使用的無線調度通信系統(tǒng)采用TETRA數(shù)字集群通信體制，使用頻段為800MHz，占用806～821MHz(移動臺發(fā)、基站收)和851～866MHz(基站發(fā)、移動臺收)兩段頻率，收發(fā)間隔45MHz，每段15MHz，每個載頻間隔為25KHz，總共600個載頻。

2.1.2 乘客信息及車載視頻監(jiān)控

乘客信息系統(tǒng)是依托多媒體網(wǎng)絡技術，以計算機系統(tǒng)為核心，以車站和車載顯示終端為媒介向乘客提供信息服務的系統(tǒng)，合理地使用乘客信息系統(tǒng)會不同程度地提升地鐵運營服務形象和服務品質。

車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)是通過設置在車廂內的視頻采集設備實現(xiàn)多角度的實時記錄列車運營過程中的音視頻資料，對乘客的容貌，物品進行記錄，保證了發(fā)生刑式案件之后追查和劃分責任提供強有力的證據(jù)。

乘客信息及車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)均需要車地無線網(wǎng)絡來實現(xiàn)車地之間的實時移動傳輸，傳輸?shù)膬热莅�括視音頻、文字、圖形等。

由于圖像編碼后傳輸要求數(shù)據(jù)帶寬比較大，各類傳輸制式包括WLAN、LTE、TVB-T等在一定調制效率比下，對無線頻譜的要求也比較高，在保證最低圖像傳輸需求的情況下，無線頻率帶寬資源至少要保證在5-20MHz，使用的頻段為WLAN：2.4G或5.8GHz，LTE和TVB-T：1785-1805MHz。

2.1.3 廣播系統(tǒng)

許多城市軌道交通的用戶為在站臺的乘務管理人員配置了與無線對講設備，實現(xiàn)乘務員與乘務員的對話及乘務員對站臺廣播的實時廣播等功能，某些軌道交通用戶的安保人員也使用此設備進行聯(lián)絡，一般使用的頻段為430-440MHz。

2.2 信號系統(tǒng)

城市軌道交通信號系統(tǒng)是保證列車運行安全，實現(xiàn)行車指揮和列車運行現(xiàn)代化，提高運輸效率的關鍵系統(tǒng)設備，其中列車自動控制系統(tǒng)(Automatic TrainControl，簡稱ATC)部分很多采用基于無線通信的列車自動控制系統(tǒng)(Communication Based Train ControlSystem，簡稱CBTC系統(tǒng))，它的特點是用無線通信媒體來實現(xiàn)列車和地面設備的雙向通信，用以代替軌道電路作為媒體來實現(xiàn)列車運行控制。

CBTC可以使用的雙向無線通信系統(tǒng)種類很多，例如歐洲使用的是GSM-R系統(tǒng)，美國使用擴頻通信等其他多種無線通信系統(tǒng)，目前國內大多使用WLAN制式的通信系統(tǒng)，頻段采用2.4GHz。

2.3 屏蔽門系統(tǒng)

很多城市的軌道交通采用了無線式站臺屏蔽門車地聯(lián)動控制系統(tǒng)，主要包括車載子系統(tǒng)和軌旁子系統(tǒng)，車載子系統(tǒng)和軌旁子系統(tǒng)通過無線方式進行數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)了站臺屏蔽門與列車門之間的實時聯(lián)動控制。無線部分采用擴頻技術，使用頻段為2.4GHz。

2.4 其它系統(tǒng)

2.4.1 民用通信

軌道交通民用通信系統(tǒng)是將電信運營商的業(yè)務引入地下空間，實現(xiàn)軌道交通各線路地下車站、區(qū)間隧道的無線覆蓋，用戶需求定位為面對公眾、各電信運營商和數(shù)字多媒體運營商，為公眾提供地下車站的移動通信信號、數(shù)字廣播和多媒體業(yè)務等業(yè)務的引入。民用通信中主要電信運營商對頻率資源的需求主要

如下表1：

此外，民用通信還包括數(shù)字廣播、FM、數(shù)字電視、無線上網(wǎng)WLAN等業(yè)務，其對頻率的資源需求有：

為滿足在城市軌道交通線路中執(zhí)勤的公安人員與上級主管單位對外聯(lián)絡的需要，為公安系統(tǒng)配備與地面公安無線集群通信網(wǎng)能互聯(lián)互通的設備，通常采用模擬或者數(shù)字TETRA集群設備，其使用的頻段一般為350-390MHz。

3.頻率規(guī)劃需要考慮的因素

目前各地的城市軌道交通的無線通訊在建設階段普遍存在無序的混亂狀況，以至于在運營階段會暴露出各種各樣的問題。因此，在設計階段對其進行規(guī)劃確有必要，規(guī)劃時需要考慮以下因素。

3.1 頻率干擾

無線電頻率干擾始終是規(guī)劃階段必不可少的考慮內容，需要通過嚴密的計算，考慮多種無線信號相互之間的鄰頻干擾、雜波干擾、二階、三階互調干擾等。

特別值得注意的是，由于在城市軌道交通中WLAN無線制式的廣泛使用，導致2.4GHz的頻段使用得最為廣泛，而且最重要的信號系統(tǒng)也使用此頻段，因此需要對這塊的頻譜進行詳細梳理，建議根據(jù)使用的優(yōu)先級別的高低進行取舍，將部分信號轉移至5.8GHz頻段。

3.2 容量預留

規(guī)劃需要考慮初期、中期及遠期各個階段對無線頻率資源的需求，對后期的頻譜資源容量進行預留，這樣能避免在后期增加業(yè)務量時使用的頻率資源可能對原系統(tǒng)的影響，這里重點要考慮民用通信系統(tǒng)擴容對專用通信的影響。

3.3 網(wǎng)絡優(yōu)化

規(guī)劃時需要考慮合理的組網(wǎng)方案及無線網(wǎng)絡優(yōu)化所帶來的影響，通過網(wǎng)絡優(yōu)化既可以減少頻率資源的使用，又可以降低投資建設成本。例如無線調度子系統(tǒng)有大區(qū)制、中區(qū)制和小區(qū)制等組網(wǎng)方案，每種方案所實現(xiàn)的連通效果、頻譜資源需求及建設運維成本都不一樣，需要因地制宜選擇最適合的方案。

4.發(fā)展趨勢

就目前的情況來看，隨著社會的進步和科技的發(fā)展，在城市軌道交通中對無線通訊的需求會越來越多，例如許多城市正在探索乘客在乘車的同時利用公眾手機無線上網(wǎng)的可能性。而車地無線通訊的業(yè)務量在城市軌道交通無線通信中所占據(jù)的比重也會越來越大，安全級別性要求也越來越高。

也許在不久的將來，國家無線電管理部門參照公安、消防、氣象、水利等行業(yè)，為城市軌道交通運營規(guī)劃出專有的無線通訊頻率將成為可能。