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上海市轨道交通 无线组网建设方案研究

上海市轨道交通 无线组网建设方案研究. 上海大学通信与信息工程学院 郑国莘 TEL:56337204,13501636916 EMAIL: gxzheng@mail.shu.edu.cn. 一、上海地铁规划现状 二、互通互联的问题. TETRA 系统结构. TETRA 系统结构. TETRA 系统结构. TETRA 系统结构. TETRA 在设计可用于在 150MHz~900MHz ， 380MHz~400MHz 10MHz 收发间隔 400MHz~420MHz 10MHz 收发间隔 450MHz~470MHz 10MHz 收发间隔

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上海市轨道交通 无线组网建设方案研究

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  1. 上海市轨道交通 无线组网建设方案研究 上海大学通信与信息工程学院 郑国莘 TEL:56337204,13501636916 EMAIL: gxzheng@mail.shu.edu.cn

  2. 一、上海地铁规划现状 二、互通互联的问题

  3. TETRA系统结构

  4. TETRA系统结构

  5. TETRA系统结构

  6. TETRA系统结构 • TETRA在设计可用于在150MHz~900MHz， • 380MHz~400MHz 10MHz收发间隔 • 400MHz~420MHz 10MHz收发间隔 • 450MHz~470MHz 10MHz收发间隔 • . 870MHz~933MHz 45MHz收发间隔

  7. TETRA数字集群无线电通信系统 • 频谱效率高：25KHz——4路双工话音传输 • 4个逻辑信道 • 25KHz信道间隔 • 36Kbps传输速率 • 28.8Kbps净数据速率 • 每个信道7.2Kbps。 • 抗干扰能力强： 易于加密，加密方式多。 • 业务能力强： 调度、电话连接、数据传输、图象传输，车辆定位等，话音数据同传。 • 多用户群使用： 一个硬件无线电系统上设置多个“虚拟网”

  8. 基站 光纤 SDH 设备 调度中心 无线通信系统组成

  9. 3 系统的设置 3.1系统制式与设置 3.1.1无线通信系统必须采用符合国家标准的TETRA 制式800MHz数字集群系统。 3.1.2无线通信系统应纳入未来建设的上海市第二集群共网平台， 并先行独立建设。 3.1.3无线通信系统应设置四个子系统： 列车调度子系统， 事故及防灾子系统， 停车场、车辆段（简称车场）管理子系统 设备维护子系统。

  10. 工作频段 可用工作频段： 350M,450M,800M频段 地铁已经申请到： 350M和450M 上海市拥有800M的频点的用户： 国脉通信、上海市公安局、上海市政府、上海市港务局等 需求：800M频点8对

  11. 数字集群无线电通信组成虚拟专网

  12. 4 系统的组网 4.1系统组网原则 4.1.1无线通信系统组网必须保证对列车调度话音业务的畅通 、可靠、快捷，独立运行管理，不受其他网影响，特别在纳 入地面共网的情况下能保证调度业务不受影响。 4.1.2全市轨道交通无线通信系统的组网应采用集中—分散式，统一规划全市频率覆盖，并按规划实施。

  13. 2#调度台 全市轨道交通无线通信系统组网方案 基站 中心交换机 集中控制组网原理图 1、按区分频 2、同区线路连通 3、分线调度 基站 1#线 2#线 1#调度台

  14. 集中控制频点规划 M1 R1 M3 L4 L5 M8 M7 L3 B L2 B B A A A L3 L2 R4 R3 C L1 D M2 C D M6 D C M5 B R2 A A M6 B M1 A B M4 R4 D C C D C M7 D M2 A A R2 A B B L5 M3 M5 B R1 L1 M8 R3 L4

  15. 推荐方案

  16. 全市轨道交通无线通信系统组网方案 分散控制组网原理图 1、按线路分频 2、交会点频率不同 3、各线通过中心连通

  17. M1 分散控制频点 规划(每频8站 ) R1 M3 L4 L5 M8 L3 M7 L2 L2 L3 R4 R3 L1 M2 M6 M5 R2 M6 M1 M4 R4 M7 M2 R2 L5 M3 M5 R1 L1 M8 R3 L4

  18. 全市轨道交通无线通信系统组网方案 集中-分散控制组网原理图 1、按线分频 2、部分线路公用交换机 3、交会点同频或异频

  19. 集中-分散控制 频点规划1（每频8站） 十五期间 M1 R1 M3 L4 L5 M8 L3 M7 L2 L2 L3 R4 R3 L1 M2 M6 M5 R2 M6 M1 M4 R4 M7 R1=R2=M8=R4 M3=M4=M7=L4 M2 R2 L5 M3 M5 R1 L1 M8 R3 L4

  20. 集中-分散控制 频点规划1（每频8站） 2020年远景 M1 R1 M3 L4 L5 M8 L3 M7 L2 L2 L3 R4 R3 L1 M2 M6 M5 R2 M6 M1 M4 R4 R1=R2=M8=R4 M3=M4=M7=L4 M5=M2=M6 R3=L1=L2=L3 L5=M1 M7 M2 R2 L5 M3 M5 R1 L1 M8 R3 L4

  21. 集中-分散控制 频点规划2与推荐方案兼容（十五期间） M3 M1 R1 L4 L5 M8 C B L3 M7 L2 D L2 A R3 L1 M6 M5 R2 M1 M4 R4 R1=R2=M8=R4 M3=M4=M7=L4 M5=M2=M6 R3=L1=L2=L3 L5=M1 M7 M2 R2 L5 M3 M5 R1 L1 M8 R3 L4

  22. 集中-分散控制 频点规划2与推荐方案兼容2020年远景 M3 M1 R1 L4 L5 M8 L3 M7 L2 L2 L3 R4 R3 L1 M2 M6 M5 R2 M6 M1 M4 R4 R1=R2=M8=R4 M3=M4=M7=L4 M5=M2=M6 R3=L1=L2=L3 L5=M1 M7 M2 R2 L5 M3 M5 R1 L1 M8 R3 L4

  23. 结论： • 1、4组频点可以满足各种组网方式的需求。 • 2、采用集中-分散式比较适合。 • 3、推荐方案可以作为集中方式使用，也可以作为集中-分散方式使用。作为集中-分散方式使用时，明珠线二期之外的线路频点具体规划应该根据分线需求由设计部门再行调整。

  24. 4.2交换中心组网原则 4.2.1交换中心应能通过中继线或用户线连接程控交换机。 4.2.2在地理位置上按块分配频率区或按线路分配频率区的线路可连接在同一台无线通信系统交换机（简称交换机）上，共享交换机资源。 4.2.3当设置两个以上交换中心时，每个交换中心必须对所辖线路集中控制，交换机之间能互联互通。 ？

  25. 5基站频率配置 5.0.1基站载频数量应根据频率指配情况确定。 5.0.2当基站工作频率的数量只有一对时，载频配置可采用两种方式：双收发信机双载频（f1主＋f2备）配置以及双收发信机单载频（f1主＋f1备）配置。 5.0.3当基站工作频率数量为2对时，载频配置应采用双收发信机双载频（f1＋f2）配置。收发信机应有备份。 5.0.4 当基站频率数量大于2对时，载频配置应采用多收发信机多载频配置。收发信机应有备份。

  26. 4.3线路组网原则 4.3.1每条线路应设置调度台，用于线路的列车调度与集中管理。调度台应通过有线链路连接交换中心。 4.3.2线路宜采用光纤直放站覆盖模式。 4.3.3采用光纤直放站覆盖模式时，多个车站应共用一个基站，设置基站的车站应由基站直接提供信号进行覆盖，其他的车站由光纤直放站覆盖。基站与交换中心应通过有线链路连接。 基站与光纤直放站应通过光纤链路连接。

  27. 漏缆 列车 E/O O/E E/O O/E 光纤 光纤 O/E E/O 电合路器 电分路器 接收机 发射机 列车调度员 接口设备 PABX 公安调度员 防灾调度员 无线移动电话交换机 车辆段 单基站控制方式 漏缆 漏缆

  28. 单条线路无线系统组网方案 ——多基站控制方式 基 站 传输系统 基 站 控制中心 基 站

  29. 左站 中心站 右站 列车 O/E 光纤 E/O 公安调度员 E/O 电分，合路器 2M 数字基站 2M 2M 2*64K 列车调度员 无线数字移动交换机 2*64K 防灾调度员 2M 线路调度中心 2M 车辆段 PABX 多基站控制方式 漏缆 漏缆

  30. 优选

  31. 6设备组成 6.0.1交换中心与调度中心合设时，应设置无线交换设备、调度台、网管设备、监控设备和录音设备。 6.0.2调度中心单设时，应设置调度台、分网管设备、监控设备和录音设备。 6.0.3采用光纤直放站覆盖模式时，光纤直放站主站应设置在基站处。光纤直放站远端站应设置在不设置基站的车站及区间。 6.0.4设置基站的车站及车场应设置基站、光纤直放站主站设备及天馈线设备。不设置基站的车站及车场应设置光纤直放站远端站设备及天馈线设备。天馈线设备应包括接收分路模块、发射合路模块、双工器和上行低噪声放大器等。 6.0.5基站应由若干数字集群信道机、电源设备等组成。

  32. 7无线电信号的覆盖方式 7.0.1 地下隧道区间无线电信号的覆盖应采用漏泄电缆方式，在隧道洞壁单侧敷设。 7.0.2地面线路、高架区间无线电信号覆盖宜采用漏泄电缆方式，并采用上下行线路的一侧敷设。在保证系统的通话质量和满足越区切换要求下，根据实际情况可以选择漏泄电缆架设方式。 7.0.3地下站厅无线电信号覆盖宜采用天线或天线阵方式。地下站台无线电信号覆盖宜采用漏泄电缆方式。 7.0.4 地面、高架站厅和站台无线电信号覆盖宜采用天线或天线阵方式。 7.0.5 地面车场的无线电信号覆盖应采用天线或天线阵方式。

  33. 9系统的主要技术指标 9.0.1 话音质量应为3～4级。 9.0.2 可通信概率≥95%。 9.0.3场强覆盖范围内自由空间≥-85dBm。 9.0.4场强覆盖范围:车站站台、站厅、线路交汇站线路间的人行通道；隧道区间每条轨道中心两侧3米内；地面线路和高架区间每条轨道中心两侧5米内；车场范围内。 9.0.5接收机射频输入端同频道干扰保护比≥－19dB。 9.0.6系统入网时间≥500ms。 9.0.7越区切换时间≥100ms。

  34. 纵向传输特性

  35. 横向传输特性

  36. 纵向长度（m） 横向距离（m） 天线高度（m） 列车A 列车B 场强（dBm） 290 8 0.3 有 无 －90 无 无 －80 290 8 1.5 无 无 －68 无 有 降15 降 15 有 无 降20 将18 100 6 2.2 无 无 －73 无 有 降20 有 无 降25 车辆阻挡特性

  37. 地铁GSM系统与无线电通信系统公用漏缆 GSM：900M以及1800M频段 地铁：350M,450M,800M 结论：存在着与地铁无线通信系统公用漏 泄电缆的可能性。

  38. 公安无线通信系统的需求意见 现 状：两级无线电通信系统。 第一级：800M的集群数字通信系统 市局直到基层领导 第二级：350M模拟集群通信系统 全市的公安网，配备到值勤民警。 问 题：1、需携带两种手机 2、不能互通 趋 势：350M专用系统引入地下组成自己的专网

  39. 消防无线通信系统的需求意见 现状：350M模拟集群通信系统 全市的公安网，配备到值勤民警。 问题：地上地下不能互通 趋势：1、组建两级网：800M第一级用于指挥以及 350M用于战斗 2、专用系统引入地下组成自己的专网

  40. 二、TETRA系统在中国需要解决的问题------- 系统间的互通互联 Inter System Interface

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