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1、地铁移动通信系统切换设计思考论文.freelin}为接收信号大于接收机输入端要求的最低保护功率电平Pmin的通信概率,Md为通信概率为98%时接收机输入端要求的中值信号电平,σ为位置分布和时间分布的标准偏差2。由式(1)可得Pmin+2.05×7.5=Pmin+15.4dB其中,σ为7.5dB(900MHz城市、混合路径标准偏差)。由此可见,为满足98%的时间、地点通信概率,系统余量,应在50%的概率上增加15.4dB;与为满足95%的时间、地点通信概率,系统余量应增加14dB,相差1.4dB。
2、故在漏泄电缆覆盖区段,为达到98%的时间、地点概率,系统余量应在95%概率值下再增加1.4dB。此理论数据值与在深圳地铁竹子林隧道实测的漏泄电缆95%与98%接收概率耦合损耗差值(0.8~2.3dB)非常接近。还有一个工程措施,即让区间中点的漏泄电缆LCX联通,使两边基站来的信号尽量形成较多的重叠区,保证在列车高速运行下的切换顺利进行。由于在设计中保证了98%以上区域各信号的最弱电平为-80dB(m),保证了切换时不会因为信号变化太快造成掉话。还有一个工程措施,即让区间中点的漏泄电缆LCX联通,
3、使两边基站来的信号尽量形成较多的重叠区,当列车高速运行经过隧道中段时,原小区信号逐渐减弱,切入小区的信号逐渐增强,没有信号突然消失的情况,避免了移动台因为切换时间不足造成掉话。通过在网络中设置相应参数,将各隧道的覆盖场强调整到合适的水平,可以使切换更加平滑。一般情况下小区间进行正常切换需要6~10s时间,对于切换区应满足12s切换的最低要求,而列车在隧道中段最高速度为80km/h,12s内行进的距离为在理想情况下,本小区与相邻小区的信号在LCX中传输损耗是相同的,因此它们的场强衰减特性曲线相对于
4、它们的交点是对称的,所以LCX的越区切换损耗余量可由本小区与相邻小区各负担一半,即1/2×267m=133m。对应于LCX传输损耗24dB/km,越区切换损耗余量为24×(1/1000)×133=3.1dB,参见图1。所以,要保证隧道中的切换区长度超过266.7m。根据漏缆指标计算得知:900MHz信号在133m的漏缆中共衰减3.1dB,所以在最坏情况下原小区的900MHz信号将衰减到-80-3.1=-83.1dB(m),将驶入小区的900MHz信号强度增强到-80+3.1=-76.9dB(m)
5、,所以信号强度相差超过6dB,可保证通过场强比较的方式进行切换。2·2换乘站切换对于天线的配置,换乘站应统一规划信号切换区域,如换乘站是一次建成的,则尽量考虑用一个基站的信号来完成覆盖;如因工期或其他各种原因无法在一个基站范围内来完成信号覆盖的,则需在可能情况下,做出优化方案:①尽量减少重叠区域;②尽量减少短时间切换区域;③重叠区效应影响下的乒乓切换尽量安排在相对宽敞的区域,以尽量避免多径影响下的乒乓切换。在广州地铁公园前地铁站,是1、2号线的换乘站,1号线站厅部分在1999年就投入使用,2号线
6、站厅部分在2003年才投入使用,因此在站厅就需要1号线和2号线基站的信号才能完成覆盖。在工程设计中,考虑了以上的重点,如尽量减少重叠区域等,实现了各个区域的平滑切换。2·3车站出入口切换(1)交叠区保证:车站出入口附近一定要设置天线,使站厅信号与站外信号的交叠区尽量在出入口通道附近。(2)梯度/平滑性的保证:出入口附近站内信号的梯度及平滑性容易保证;站外信号的梯度及平滑性受多径效应及地面多个基站天线的覆盖规划因素的影响较大,如有问题应与运营商共同协调解决。在广州地铁2号线的个别车站,虽然在出入口
7、附近布置了天线,但在出站时仍然无法实现与站外基站的正常切换,后经与运营商协调,通过其网络优化解决了切换问题。2·4隧道与地面切换隧道与地面切换情况如图2所示,要保证有足够的信号交叠区,可采用以下措施:(1)延长LCX方式或洞口设置定向天线(延长洞内信号,使交叠区向外);(2)设置直放站方式(延长洞内信号,使交叠区向外);(3)隧道引入地面信号,使交叠区向内,由于各运营商地面基站设置的不同、向隧道引入地面信号实现起来相对复杂。延长LCX、设置隧道口直放站方式均要注意,延长区域应足够长,使地面到隧道
8、切换交叠区选择在一个稳定区域内。如果相邻地面车站需要覆盖,就可使其信号向隧道方向延伸,取得切换信号的“优势锁定”。实施中应兼顾上、下行行车方向,并与运营商做好切换规划的配合。在广州地铁1号线坑口地面站与花地湾站隧道入口处,场强覆盖就是采用了这种方式,将覆盖区域向外增加100m左右,避免了初期进出隧道时经常出现的掉线现象。3结语为保证在隧道内无线信号的顺利切换,应保证98%以上区域各信号的最弱电平为-80dBm,同时让区间中点的漏泄电缆LCX联通,使两边基站来的信号尽量形成较多的重叠区。换乘站应尽
