一、5號線無線集群通信系統組成介紹

北京地鐵五號線南起宋家莊，北至天通苑北，全線長27.78km，設車站22座、控制中心1個、車輛段1個、停車場1個。地鐵線路包括地下和地上兩段，其中地下線路位于宋家莊停車場到惠新西街北口區間，全長16.9km，地下段為上行、下行雙洞隧道，沿線車站全部為地下站，共16座地下車站（宋家莊站～惠新西街北口站）；地上線路位于大屯路東到天通苑北區間，全長10.88km，沿線車站為地面車站或高架車站，共6座地面車站。控制中心設在小營，車輛段設在太平莊，停車場設在宋家莊。

地鐵專用無線通信系統采用800兆MOTOROLA Dimetra TETRA數字集群設備，是地鐵五號線內部無線用戶之間進行高效通信聯絡的手段。無線通信系統覆蓋上述全部地鐵線路、沿線各車站的站臺和站廳、車輛段和停車場，保證列車運行全程沒有通信盲區，為調度員、列車司機、車站值班員、車輛段和停車場內的無線用戶提供話音通信和數據通信。無線通信系統由交換控制中心設備、網管設備、調度臺、基站、漏泄同軸電纜、用戶臺、接口設備、光纖直放站等主要設備組成。見圖1。

無線通信系統采用星形網絡結構，數字集群交換控制設備安裝在小營控制中心設備機房內，基站通過傳輸系統提供的通道接入交換控制中心。本系統共設置19套集群基站，其中在16個地下車站每站設置1套集群基站，地面區域在宋家莊停車場、立水橋車站、太平莊車輛段各設置一套集群基站，完成對全線車站、區間、車輛段及停車場的無線場強覆蓋。

二、5號線弱場區間發現的過程

近期，我公司多次接到地鐵司機關于車載電臺使用情況的反饋，問題集中表現在立水橋南站-北苑路北站區間車載電臺經常發生呼不通或者通話斷續的情況。我公司對存在問題的區段進行了反復的勘查，發現在本區間從5號線跨越五環路的高架橋到易初蓮花超市大約幾百米的地鐵正線存在信號弱的現象。

本區段信號覆蓋方式如下：大屯路東站安裝有某品牌無線集群通信系統光纖直放站遠端機一臺，直放站遠端機輸出一路收發共用信號通過1/2英寸射頻同軸電纜經過二公分器分成兩路，兩路信號通過7/8英寸射頻同軸電纜引至位于車站北側鐵塔頂部的兩幅定向天線，實現南北兩個方向的信號覆蓋（向南覆蓋至大屯路東站-惠新西街北口站的地面部分，向北與安裝在立水橋站的MOTOROLA EBTS基站鐵塔對應實現立水橋站-大屯路東站四個站和三個區間的信號覆蓋）。

在關掉大屯路東站的光纖直放站遠端機后，信號弱的區段不增反減，這是典型的同頻干擾的現象。光纖直放站近遠端機的工作原理如圖2所示，EBTS基站輸出端口與射頻耦合器連接，耦合器取用一小部分功率送至光纖直放站近端機，大部分射頻功率送往與基站連接的天饋系統。由于光纖直放站遠端機只是再現了基站的射頻信號，由于存在傳輸時延，信號的相位會發生改變，當同樣頻率在同一地點重疊覆蓋時會造成信號幅度的衰減，嚴重時會造成通信盲區。

三、設備調整和測試的方法

首先我們用MOTOROLA MTP850集群手持電臺進行呼叫試驗，并通過手臺自帶的場強測試功能確認當時光纖直放站遠端機工作正常，機房內靠近鐵塔一側的窗戶邊的信號大約是-60dBm，且手持臺之間呼叫正常，聲音清晰。通過調整光纖直放站近端機的輸出增益旋鈕改變遠端機的輸出功率后，測試人員使用手持臺乘坐5號線在大屯路東站-立水橋站之間觀察場強覆蓋的數值并進行呼叫試驗。

1.  首先將某品牌數字式通過式功率計串入到直放站遠端機輸出端口（使用通過式功率計的輸入端），測量其輸出功率。將原來接入到遠端機的1/2英寸同軸電纜接到通過式功率計的輸出端，通過式功率計自帶的屏幕能夠顯示測量到的射頻功率值和電壓駐波比。此功率計使用交流供電，在整個測試調整過程中一直保持開機。在初始狀態下，通過式功率計測得的光纖直放站遠端機輸出端的功率是4.5W左右，后經調整使輸出功率設置為3W實現了較好的覆蓋效果。

2.  使用MOTOROLA SCOUT場強測試軟件進行信號覆蓋測試。該軟件通過無線終端設備作為接收單元，將信號的強度和信令連續記錄在電腦上，同時支持外接GPS接收器記錄經緯度。北京地鐵的MOTOROLA集群系統每年每條線都要定期測試一次，測試結果保存以便將來對比，當發現局部地區場強覆蓋出現異常時會隨時測試。本次測試為了最大限度降低金屬車體對手持臺接收信號的屏蔽效果，我們在列車司機室進行了測試。以下是兩次測試的結果對比，圖3為前期調查時測試的結果，圖4為調整當天測試的結果。

四、總結

本次信號覆蓋優化工作經過了多次現場勘查，并通過技術手段精確測定了弱場區域。解決問題的思路從認定設備發射功率不夠造成信號覆蓋不好轉變為懷疑是同頻干擾造成區間信號抵消，并通過關閉直放站遠端機進行試驗，確認了在關閉遠端機后，原來的弱場區間變短了。這給我們在其他線路解決類似問題提供了好的思路。

參考文獻

[1] 北京地鐵5號線通信維護規則（技術標準）

[2] 中華人民共和國電子行業標準（SJ/T 11228-2000）《數字集群移動通信系統體制》