第一篇：地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建設(shè)計(jì)難點(diǎn)簡(jiǎn)析

地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建設(shè)計(jì)難點(diǎn)簡(jiǎn)析

【摘 要】結(jié)合地鐵場(chǎng)景的需求特點(diǎn)，論證指出運(yùn)營(yíng)商共建移動(dòng)通信系統(tǒng)的必要性和可行性，并重點(diǎn)就共建設(shè)計(jì)的2個(gè)關(guān)鍵難點(diǎn)問(wèn)題展開詳細(xì)分析，最后給出了建議解決方案。

【關(guān)鍵詞】地鐵 移動(dòng)通信 共建引言

2009年國(guó)務(wù)院批復(fù)22個(gè)大中城市投資高達(dá)8 800余億元地鐵建設(shè)規(guī)劃，隨著規(guī)劃地鐵陸續(xù)開建和運(yùn)營(yíng)，地鐵將成為大中城市主力公共交通工具。

地鐵主要運(yùn)行于地下，地面無(wú)線電波難以有效穿透覆蓋，因此地鐵場(chǎng)景需進(jìn)行專項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋建設(shè)。由于建設(shè)成本高昂、可用空間等資源稀缺及共建共享推進(jìn)政策要求，新建地鐵中普遍采用民用移動(dòng)通信系統(tǒng)多運(yùn)營(yíng)商共建（以下簡(jiǎn)稱地鐵共建）方式。下面將就地鐵共建方案設(shè)計(jì)中需關(guān)注的關(guān)鍵難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行分析。地鐵建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

地鐵建筑結(jié)構(gòu)包括2個(gè)主要部分：列車隧道和候車站廳/站臺(tái)。列車隧道是長(zhǎng)方體形封閉區(qū)間，一般長(zhǎng)十幾公里到幾十公里、寬4m左右。候車站廳/站臺(tái)一般為二/三層結(jié)構(gòu)：候車站廳為購(gòu)票場(chǎng)所，位于地下一層，與出入口相連，面積較大；候車站臺(tái)為候車場(chǎng)所，位于地下二層或換乘站的地下三層，站臺(tái)一般長(zhǎng)100m至200m、寬20m左右，兩邊為列車隧道，空間開闊。

地鐵建筑結(jié)構(gòu)如圖1所示。地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建的必要性和可

行性

隨著我國(guó)移動(dòng)通信進(jìn)入4G（LTE）時(shí)代，新建地鐵提供4G覆蓋已成為基本選項(xiàng)。根據(jù)工信部頻譜和牌照許可，目前運(yùn)營(yíng)商所獲主要頻譜概況如表1所示。

由此可見(jiàn)，各運(yùn)營(yíng)商在4G時(shí)代均需滿足2G/3G/4G多網(wǎng)絡(luò)需求、兼容FDD和TDD多制式、提供800MHz―2.6GHz區(qū)間多頻段覆蓋能力[1]。

由于技術(shù)趨同，運(yùn)營(yíng)商在地鐵場(chǎng)景中覆蓋需求也基本一致，運(yùn)營(yíng)商共建方案因滿足共建網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求投入的成本遠(yuǎn)小于因共建分?jǐn)偠?jié)約的成本，且共建大幅減少對(duì)地鐵公司公共資源占用，可進(jìn)一步節(jié)約網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本。

此外，2014年7月由中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信共同出資設(shè)立中國(guó)鐵塔股份有限公司，主營(yíng)鐵塔建設(shè)、維護(hù)和運(yùn)營(yíng)，兼營(yíng)基站機(jī)房、電源、空調(diào)配套設(shè)施和室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)、維護(hù)、運(yùn)營(yíng)及基站設(shè)備的維護(hù)。預(yù)期今后運(yùn)營(yíng)商地鐵共建工作將轉(zhuǎn)交“鐵塔公司”統(tǒng)籌推進(jìn)，以往運(yùn)營(yíng)商共建時(shí)面臨的運(yùn)營(yíng)商間溝通低效率、采購(gòu)建設(shè)維護(hù)模式不一致、成本分?jǐn)倕f(xié)商難等管理難題將得到明顯改善，不再成為阻礙運(yùn)營(yíng)商共建推進(jìn)的主要制約因素[2]。因此，地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建技術(shù)可實(shí)現(xiàn)成本有節(jié)約、機(jī)制能保障，既必要又可行！地鐵共建方案設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)

地鐵除出入口外，其它區(qū)域與室外隔離好，不受外部信號(hào)干擾。站廳/站臺(tái)較空曠，電波傳播接近自由空間模式，損耗較小。地鐵內(nèi)人流密集且流動(dòng)性大，對(duì)語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)都有很大的需求，尤其是上下班高峰期話務(wù)量劇增。

相應(yīng)地，地鐵共建設(shè)計(jì)需關(guān)注如下技術(shù)要點(diǎn)：

（1）地鐵站廳/站臺(tái)主要采用分布系統(tǒng)建設(shè)覆蓋方式，以天花板安裝全頻段吸頂全向天線覆蓋為主。方案設(shè)計(jì)需特別關(guān)注站廳出入口與地面大網(wǎng)的協(xié)同效應(yīng)（重點(diǎn)是干擾控制和切換設(shè)置）、地鐵站臺(tái)與經(jīng)停列車之間的切換關(guān)系等。

（2）地鐵列車沿狹長(zhǎng)隧道行駛時(shí)車體對(duì)于信號(hào)阻擋嚴(yán)重，通常采用支持多頻段的泄漏電纜覆蓋方案，保障隧道內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)分布均勻，并需重點(diǎn)考慮隧道內(nèi)切換帶設(shè)置。

（3）地鐵共建控制系統(tǒng)間干擾為設(shè)計(jì)重點(diǎn)和難點(diǎn)。地鐵（尤其是隧道內(nèi)）安裝空間有限，一般通過(guò)定制POI（Point Of Interface，多系統(tǒng)合路平臺(tái)）、隧道內(nèi)泄漏電纜收/發(fā)分纜、選用符合特定隔離度和互調(diào)指標(biāo)要求的高品質(zhì)無(wú)源器件等方式控制干擾[3]。

（4）地鐵作為骨干公共交通工具，投入運(yùn)營(yíng)后無(wú)法預(yù)留足夠時(shí)間用于民用通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和改造，運(yùn)營(yíng)期只有深夜短時(shí)間可用于設(shè)備檢修維護(hù)。故要求地鐵通信系統(tǒng)共建設(shè)計(jì)滿足建設(shè)實(shí)施一步到位，檢修維護(hù)需求高的設(shè)備盡量在站臺(tái)機(jī)房安裝，隧道內(nèi)安裝設(shè)備需滿足快速檢修維護(hù)要求。

（5）地鐵覆蓋場(chǎng)景容量需求大，通常選取BBU+

RRU等主設(shè)備作為信號(hào)源[4]，適當(dāng)預(yù)留擴(kuò)容需求。地鐵共建方案設(shè)計(jì)難點(diǎn)

地鐵共建設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)均可在詳細(xì)設(shè)計(jì)中提供較成熟的實(shí)施方案，但為保障共建設(shè)計(jì)方案整體合理有效，還需解決以下2個(gè)關(guān)鍵難點(diǎn)：

（1）統(tǒng)籌兼顧運(yùn)營(yíng)商需求，合理設(shè)定共建目標(biāo)。

（2）共建設(shè)計(jì)與地鐵總體設(shè)計(jì)高效銜接，保障實(shí)施。

5.1 地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建構(gòu)成

地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建由于運(yùn)營(yíng)商間制式、頻段、覆蓋、容量方面存在特定細(xì)節(jié)差異，需要統(tǒng)籌考慮各運(yùn)營(yíng)商需求，求同容異，合理設(shè)定整體共建目標(biāo)。

地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建構(gòu)成如圖2所示：

圖2 地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建構(gòu)成簡(jiǎn)圖

結(jié)合共建構(gòu)成簡(jiǎn)圖分析如下：

（1）核心網(wǎng)、無(wú)線BSC/RNC、網(wǎng)管/監(jiān)控一般由運(yùn)營(yíng)商獨(dú)立建設(shè)，不在地鐵內(nèi)設(shè)置，但其接入地鐵內(nèi)的傳輸線路需共建設(shè)計(jì)確定路由。

（2）考慮運(yùn)營(yíng)商靈活配置容量需求，主設(shè)備信源一般由運(yùn)營(yíng)商獨(dú)立建設(shè)并配置容量；考慮傳輸網(wǎng)組網(wǎng)要求，和大網(wǎng)直接相連的傳輸接入設(shè)備一般也由運(yùn)營(yíng)商獨(dú)立配置。但主設(shè)備信源、傳輸接入設(shè)備安裝位置、供電要求、走線路由等由共建設(shè)計(jì)確定。

（3）機(jī)房/隧道安裝位置和空間、天線安裝點(diǎn)位、漏纜敷設(shè)位置、外配電容量、接地及管孔、橋架、走道等走線路由等需使用地鐵方公共配套設(shè)施資源的，共建設(shè)計(jì)中統(tǒng)籌明確需求方案，由地鐵方配合提供。

（4）機(jī)房/隧道內(nèi)電源設(shè)施、ODF/DDF、走線架、接地系統(tǒng)等配套設(shè)施、POI、干線分布系統(tǒng)、站臺(tái)/站廳分布系統(tǒng)、隧道泄漏電纜系統(tǒng)等是共建的關(guān)鍵部分。共建設(shè)計(jì)方案應(yīng)統(tǒng)籌考慮，一步到位進(jìn)行設(shè)計(jì)。

共建設(shè)計(jì)中應(yīng)著重考慮需運(yùn)營(yíng)商共建部分，特別注意共建方案中需與地鐵方銜接的內(nèi)容。

5.2 統(tǒng)籌兼顧運(yùn)營(yíng)商需求，合理設(shè)定共建目標(biāo)

設(shè)定共建目標(biāo)的重點(diǎn)是在結(jié)合各運(yùn)營(yíng)商計(jì)劃建設(shè)的移動(dòng)通信系統(tǒng)制式、頻段、覆蓋、質(zhì)量、容量目標(biāo)基礎(chǔ)上整合優(yōu)化，合理設(shè)定共建目標(biāo)，以確保共建設(shè)計(jì)方案兼顧運(yùn)營(yíng)商需求，有效指導(dǎo)實(shí)施。

根據(jù)共建原則，信源獨(dú)立設(shè)置可保障容量目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的靈活性，因此共建設(shè)計(jì)重點(diǎn)關(guān)注覆蓋和質(zhì)量目標(biāo)。

根據(jù)設(shè)計(jì)靈活度要求的差異，共建系統(tǒng)的覆蓋和質(zhì)量目標(biāo)可粗略劃分為地鐵出入站口的覆蓋和質(zhì)量目標(biāo)、地鐵內(nèi)系統(tǒng)的覆蓋和質(zhì)量目標(biāo)。

地鐵出入站口設(shè)計(jì)需重點(diǎn)關(guān)注與地面大網(wǎng)協(xié)同覆蓋和質(zhì)量要求。由于各運(yùn)營(yíng)商地面網(wǎng)絡(luò)可優(yōu)化調(diào)整空間大于地鐵內(nèi)通信系統(tǒng)，因此協(xié)同覆蓋和質(zhì)量目標(biāo)實(shí)現(xiàn)主要依賴于各運(yùn)營(yíng)商通過(guò)大網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整方式保障，地鐵共建方案制定需特別關(guān)注不同運(yùn)營(yíng)商對(duì)于出入站口信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)、切換設(shè)置、頻點(diǎn)選擇、干擾控制等方面的個(gè)性化需求，為運(yùn)營(yíng)商建設(shè)、維護(hù)和優(yōu)化調(diào)整預(yù)留合理的靈活調(diào)整空間。

對(duì)于地鐵內(nèi)系統(tǒng)，由于建設(shè)完成后優(yōu)化調(diào)整實(shí)施難度大，宜按一步到位的要求，詳細(xì)設(shè)定不同區(qū)域（尤其是地鐵內(nèi)站臺(tái)/站廳、隧道等關(guān)鍵區(qū)域）的覆蓋頻段、制式、LTE單/雙流要求、邊緣場(chǎng)強(qiáng)、切換設(shè)置、干擾控制等關(guān)鍵目標(biāo)和設(shè)計(jì)原則，以保障后續(xù)設(shè)計(jì)方案實(shí)施的有效性。

另外，由于地鐵站臺(tái)/站廳為人群活動(dòng)頻繁的區(qū)域，分布系統(tǒng)天線口輸出功率應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”一級(jí)安全區(qū)的要求[5]?？紤]電磁輻射要求，并適當(dāng)預(yù)留載波擴(kuò)容空間，站臺(tái)/站廳室內(nèi)天線入口設(shè)計(jì)總功率上限宜不高于15dBm。在滿足輻射限制的前提下，運(yùn)營(yíng)商各頻段、不同制式系統(tǒng)的天線出口功率取值應(yīng)考慮制式、頻段、傳播損耗、饋線損耗差異對(duì)覆蓋范圍的影響，合理設(shè)定天線入口設(shè)計(jì)功率，保障不同系統(tǒng)覆蓋范圍基本一致，以確保共建系統(tǒng)整體覆蓋效果。

5.3 共建設(shè)計(jì)與地鐵總體設(shè)計(jì)高效銜接，保障實(shí)施

由于地鐵工程的特殊性，地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建實(shí)施運(yùn)行必須確保地鐵運(yùn)行安全，因此共建設(shè)計(jì)需根據(jù)地鐵總體設(shè)計(jì)方案優(yōu)化，以確保節(jié)約成本、有效實(shí)施。

為保障與地鐵總體設(shè)計(jì)和實(shí)施高效銜接，在地鐵民用移動(dòng)通信系統(tǒng)共建設(shè)計(jì)方案初步完成后，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注與地鐵建筑專業(yè)、管線綜合專業(yè)、限界專業(yè)等眾多地鐵基礎(chǔ)設(shè)施專業(yè)的初步設(shè)計(jì)方案銜接。移動(dòng)通信系統(tǒng)共建設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)對(duì)地鐵基礎(chǔ)設(shè)施專業(yè)方案銜接要求合理優(yōu)化，及時(shí)提交對(duì)建筑專業(yè)、管線綜合專業(yè)、限界專業(yè)等資源預(yù)留和配合需求（簡(jiǎn)稱“提資”），以確保地鐵各公共基礎(chǔ)設(shè)施專業(yè)施工圖設(shè)計(jì)階段能充分考慮移動(dòng)通信系統(tǒng)共建實(shí)施要求。

由于地鐵建筑結(jié)構(gòu)、限界、管線等專業(yè)設(shè)計(jì)、建設(shè)剛性約束較大，施工圖設(shè)計(jì)確定后變更的成本大、難度高，因此“提資”的合理性、完備性、準(zhǔn)確性要求非常高，是移動(dòng)通信系統(tǒng)共建設(shè)計(jì)應(yīng)特別關(guān)注的環(huán)節(jié)。

共建設(shè)計(jì)“提資”環(huán)節(jié)需重點(diǎn)關(guān)注與以下專業(yè)間銜接內(nèi)容：

（1）向建筑專業(yè)提資

通信機(jī)房面積要求：建議不小于60m2，資源緊張的情況下不宜小于55m2，以保障共建設(shè)備安裝、擴(kuò)容和維護(hù)要求。

隧道區(qū)的中板開孔和設(shè)備區(qū)、公共區(qū)等墻體開孔要求：中板、墻體開孔主要是為了給通信機(jī)房電力電纜、光纜引出提供路由通道，開孔位置、數(shù)量、孔徑應(yīng)符合共建實(shí)施要求。

走廊過(guò)道的鍍鋅鋼管的敷設(shè)路由：在設(shè)備區(qū)的走廊過(guò)道使用鍍鋅鋼管連通時(shí)，管徑需符合共建實(shí)施要求。

（2）向限界專業(yè)提資

限界是保障地鐵安全運(yùn)行、限制車輛斷面尺寸、限制沿線設(shè)備安裝尺寸、確定建筑結(jié)構(gòu)有效尺寸的圖形，其中設(shè)備限界是用于限制安裝設(shè)備不得侵入的控制線。

共建設(shè)計(jì)需向限界專業(yè)提供隧道區(qū)間設(shè)備的安裝位置、需安裝設(shè)備區(qū)范圍、托臂高度等，應(yīng)確保相應(yīng)設(shè)備安裝和維護(hù)符合地鐵限界要求，不得影響地鐵運(yùn)行安全。

（3）向管線綜合專業(yè)提資

共建設(shè)計(jì)向管線綜合專業(yè)的提資重點(diǎn)是明確地面線路的光纜引入和GPS饋線由出入口經(jīng)公共區(qū)至通信機(jī)房所需路由。由于地鐵建設(shè)實(shí)施中常有部分出入口不能在地鐵運(yùn)營(yíng)前全部完工的情況，提資時(shí)應(yīng)要求每個(gè)出入口均預(yù)留通信電纜井，均有橋架連通至通信機(jī)房，以預(yù)留設(shè)計(jì)調(diào)整靈活度，避免因選定出入口進(jìn)度延遲而影響共建實(shí)施進(jìn)度。共建設(shè)計(jì)提資宜考慮光纜和GPS饋線布放盡量共用通號(hào)專業(yè)橋架，以有效節(jié)約成本。

（4）向電源專業(yè)提資

地鐵機(jī)房施工時(shí)通常會(huì)統(tǒng)一鋪設(shè)電力電纜到通信機(jī)房，并就近安裝地鐵交流配電箱。設(shè)計(jì)提資時(shí)應(yīng)對(duì)進(jìn)線電纜的載流量、設(shè)備需求功耗、配電分路等提出相應(yīng)的需求，避免出現(xiàn)交流配電箱引入總量不夠、分路過(guò)小而導(dǎo)致無(wú)法支撐共建設(shè)備安裝和擴(kuò)容需求。

5.4 地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建設(shè)計(jì)實(shí)施建議

地鐵共建設(shè)計(jì)需要在確保地鐵運(yùn)行安全的前提下充分利用地鐵公共設(shè)施，并結(jié)合地鐵特殊覆蓋場(chǎng)景統(tǒng)籌實(shí)現(xiàn)各運(yùn)營(yíng)商高質(zhì)量、低成本的個(gè)性化建設(shè)目標(biāo)，保障實(shí)施一步到位。設(shè)計(jì)方案制定的復(fù)雜度和難度遠(yuǎn)高于常規(guī)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)要求。

為保障共建設(shè)計(jì)低成本、高效率指導(dǎo)實(shí)施，建議由參建運(yùn)營(yíng)商（或承建地鐵共建實(shí)施的鐵塔公司）共同選定經(jīng)驗(yàn)豐富、綜合能力和專業(yè)技術(shù)能力符合要求的獨(dú)立第三方通信設(shè)計(jì)單位承接地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建設(shè)計(jì)。由通信專業(yè)設(shè)計(jì)單位在地鐵總體設(shè)計(jì)約束條件下開展移動(dòng)通信系統(tǒng)共建專業(yè)設(shè)計(jì)工作，以確保設(shè)計(jì)方案符合各運(yùn)營(yíng)商對(duì)地鐵內(nèi)系統(tǒng)覆蓋、容量、質(zhì)量需求及其與地面網(wǎng)絡(luò)間的協(xié)同要求，并盡可能地共用地鐵公共設(shè)施、共建通信基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備和布線系統(tǒng)，以充分節(jié)約總體網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)成本。結(jié)束語(yǔ)

國(guó)內(nèi)大中城市地鐵陸續(xù)建成并投入運(yùn)營(yíng)，成本因素和政策要求使得地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建成為優(yōu)選方案。隨著4G時(shí)代技術(shù)發(fā)展和“鐵塔公司”預(yù)期承接，地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建的技術(shù)難題和協(xié)調(diào)困局必將得到有效改善，共建有望更好推進(jìn)實(shí)施。

地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)共建設(shè)計(jì)的關(guān)鍵難點(diǎn)在于整合優(yōu)化設(shè)定多運(yùn)營(yíng)商共建目標(biāo)并低成本實(shí)現(xiàn)，共建設(shè)計(jì)與地鐵總體設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合，高效銜接實(shí)現(xiàn)共贏。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)地鐵建設(shè)實(shí)施的實(shí)際情況，選擇專業(yè)第三方通信設(shè)計(jì)單位，在地鐵總體設(shè)計(jì)實(shí)施約束條件下有效開展移動(dòng)通信系統(tǒng)共建專業(yè)設(shè)計(jì)工作是值得推薦的解決方式。

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第二篇：地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)切換設(shè)計(jì)解析

地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)切換設(shè)計(jì)

摘 要 結(jié)合廣州地鐵1、2號(hào)線工程經(jīng)驗(yàn),對(duì)地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)的各種條件下的切換方案設(shè)計(jì)進(jìn)行探討,包括隧道間小區(qū)切換、換乘站的上下層切換、站內(nèi)和站外切換、隧道和地面切換等。關(guān)鍵詞 地鐵 移動(dòng)通信 切換 基站

為了實(shí)現(xiàn)地鐵移動(dòng)通信信號(hào)的覆蓋,必須在地鐵內(nèi)部建立專門的無(wú)線信號(hào)覆蓋系統(tǒng),由于存在多個(gè)基站來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵的信號(hào)覆蓋,同時(shí),移動(dòng)用戶經(jīng)常是在移動(dòng)的列車中或地鐵出入口通信,因此,必然存在切換問(wèn)題,下面結(jié)合廣州地鐵1、2號(hào)線的工程經(jīng)驗(yàn),對(duì)地鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)切換方案設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。1 切換的概念

切換是指在蜂窩系統(tǒng)中,移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)信道或基站切換到另一個(gè)信道或基站的過(guò)程。這種切換操作過(guò)程不僅要識(shí)別新基站,還要將話音和信令信號(hào)分派到新基站的信道上。在小區(qū)內(nèi)分配空閑信道時(shí),用戶的切換請(qǐng)求優(yōu)于用戶初始呼叫請(qǐng)求。切換是在不被用戶察覺(jué)的情況下實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程的,且一旦切換完成,移動(dòng)臺(tái)不應(yīng)立即再切換。切換發(fā)生的門限值是在系統(tǒng)安裝時(shí)進(jìn)行初調(diào)的,且初始參數(shù)設(shè)置取決于系統(tǒng)性能要求,不能隨意改變。切換的目的就是維持高質(zhì)量的信號(hào)質(zhì)量、平衡小區(qū)之間的業(yè)務(wù)量及恢復(fù)出現(xiàn)故障的控制信道,切換主要有以下三種形式。

1)信號(hào)質(zhì)量切換

當(dāng)基站接收到的移動(dòng)臺(tái)信號(hào)電平低于預(yù)分配門限值時(shí)就開始進(jìn)行切換過(guò)程,服務(wù)基站通知移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心(MSC),請(qǐng)求鄰近所有其他小區(qū),以便確定可最佳接收移動(dòng)臺(tái)信號(hào)的某小區(qū),然后就把新的信道號(hào)通知給服務(wù)基站,以便移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行切換。

2)業(yè)務(wù)量平衡切換

本切換方式主要是為了平衡不同小區(qū)之間的負(fù)荷,以使每個(gè)小區(qū)不會(huì)出現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象。當(dāng)相鄰小區(qū)間重疊范圍很大時(shí),負(fù)載平衡是最有效的,這種平衡的實(shí)現(xiàn)可用“引導(dǎo)切換”技術(shù)來(lái)完成。

3)控制信道出現(xiàn)故障切換

在控制信道出現(xiàn)故障,此時(shí)可用一個(gè)話音信道作為備份控制信道。該特性設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在控制信道出現(xiàn)故障時(shí),如果移動(dòng)臺(tái)正在使用原指定的備份控制信道通話,則此時(shí)要求移動(dòng)臺(tái)切換到另一個(gè)話音信道工作,由故障引起切換的主要目的就是將此信道釋放話音業(yè)務(wù)而準(zhǔn)備控制信道。

切換的種類主要有小區(qū)內(nèi)切換、基站控制器(BSC)內(nèi)切換、移動(dòng)交換中心(MSC)內(nèi)切換、移動(dòng)交換中心(MSC)間切換、網(wǎng)絡(luò)間切換等。

在數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中,是否切換是由移動(dòng)臺(tái)來(lái)輔助完成的。在移動(dòng)臺(tái)輔助切換中,每個(gè)移動(dòng)臺(tái)監(jiān)測(cè)根據(jù)周圍基站發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行無(wú)線測(cè)量,包括測(cè)量功率、距離和話音質(zhì)量,這三個(gè)指標(biāo)決定切換的門限。無(wú)線測(cè)量結(jié)果通過(guò)信令信道報(bào)告給基站子系統(tǒng)中的基站收發(fā)信臺(tái),經(jīng)過(guò)預(yù)處理后傳送給基站控制器,基站控制器對(duì)綜合功率、距離和話音質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算且與切換門限值進(jìn)行比較,然后再?zèng)Q定是否進(jìn)行切換。

數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中的切換有時(shí)也稱為硬切換。但在CDMA蜂窩系統(tǒng)中,由于不用按信道化的無(wú)線系統(tǒng)那樣在切換期間分配一個(gè)不同的無(wú)線信道,擴(kuò)頻通信用戶在每個(gè)小區(qū)里都共享相同的信道。因此,切換并不意味著所分配信道上的物理改變,而是由不同的基站來(lái)處理無(wú)線通信任務(wù)。通過(guò)同時(shí)估算多個(gè)相鄰基站接收到的同一個(gè)用戶的信號(hào),MSC能夠及時(shí)判斷出任何時(shí)刻用戶信號(hào)的最佳情況。

從不同基站接收到的瞬時(shí)信號(hào)中進(jìn)行選擇的處理稱為軟處理。軟切換與硬切換的差別在于:硬切換需要先中斷與原基站的聯(lián)系,再在一指定時(shí)間內(nèi)與新基站取得聯(lián)系;而軟切換就是當(dāng)移動(dòng)臺(tái)需要與一個(gè)新基站通信時(shí),并不需要先中斷與原基站的聯(lián)系。軟切換只能在相同頻率的CDMA信道間進(jìn)行。2 地鐵移動(dòng)通信切換方案考慮

地鐵站內(nèi)的切換形式一般是信號(hào)質(zhì)量切換,多數(shù)為MSC內(nèi)切換,其類型主要有隧道間小區(qū)切換、換乘站上下層切換、站內(nèi)和站外切換、隧道和地面切換等。2·1 隧道間小區(qū)切換

地鐵內(nèi)移動(dòng)通信系統(tǒng)與地面移動(dòng)通信系統(tǒng)之間的最大區(qū)別是全部在地下,而且大部分在隧道里面。這樣一來(lái),在隧道里面,在運(yùn)行的車輛上保證越區(qū)切換的順利進(jìn)行就成了一個(gè)重要問(wèn)題。

由于地鐵隧道區(qū)間是鏈狀覆蓋網(wǎng),一般基站(BTS)頻率復(fù)用都采用隔站復(fù)用,因此列車行進(jìn)方向的切換(本小區(qū)與鄰小區(qū))位于區(qū)間中部,而此時(shí)列車的車速也達(dá)到最高,同時(shí)列車又是金屬外殼,這些都給切換帶來(lái)了困難。由于隧道是地下一個(gè)封閉的圓柱形空間,隧道效應(yīng)使高頻信號(hào)衰減很快,為了保證隧道內(nèi)的信號(hào)均勻分布,隧道內(nèi)都使用漏泄同軸電纜(LCX)。

為了保證移動(dòng)通信可通率大于等于98%,保證切換順利進(jìn)行的一個(gè)有效手段就是正確設(shè)計(jì)場(chǎng)強(qiáng)的覆蓋,或者說(shuō),在系統(tǒng)場(chǎng)強(qiáng)覆蓋設(shè)計(jì)時(shí)著重從以下兩個(gè)方面考慮選用系統(tǒng)及設(shè)備的參數(shù)。

(1)在漏泄電纜場(chǎng)強(qiáng)覆蓋區(qū)段,為滿足無(wú)線通信覆蓋可通率大于等于98%的系統(tǒng)要求,首先應(yīng)正確選用漏泄電纜的95%接收概率的耦合損耗值(因?yàn)閺S家提供的產(chǎn)品指標(biāo)只有95%接收概率的耦合損耗值),該值與漏泄電纜LCX型號(hào)及頻段有關(guān)(50%接收概率耦合損耗值與95%接收概率耦合損耗值相差3~14dB),然后再加一定的余量(對(duì)應(yīng)于可通率98%,系統(tǒng)場(chǎng)強(qiáng)余量應(yīng)再增加1.4dB)。具體計(jì)算如下[1]:

式中,P{x≥Pmin}為接收信號(hào)大于接收機(jī)輸入端要求的最低保護(hù)功率電平Pmin的通信概率,Md為通信概率為98%時(shí)接收機(jī)輸入端要求的中值信號(hào)電平,σ為位置分布和時(shí)間分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差[2]。由式(1)可得

Pmin+2.05×7.5=Pmin+15.4dB

其中,σ為7.5dB(900MHz城市、混合路徑標(biāo)準(zhǔn)偏差)。

由此可見(jiàn),為滿足98%的時(shí)間、地點(diǎn)通信概率,系統(tǒng)余量,應(yīng)在50%的概率上增加15.4dB;與為滿足95%的時(shí)間、地點(diǎn)通信概率,系統(tǒng)余量應(yīng)增加14dB,相差1.4dB。故在漏泄電纜覆蓋區(qū)段,為達(dá)到98%的時(shí)間、地點(diǎn)概率,系統(tǒng)余量應(yīng)在95%概率值下再增加1.4dB。此理論數(shù)據(jù)值與在深圳地鐵竹子林隧道實(shí)測(cè)的漏泄電纜95%與98%接收概率耦合損耗差值(0.8~2.3dB)非常接近。

還有一個(gè)工程措施,即讓區(qū)間中點(diǎn)的漏泄電纜LCX聯(lián)通,使兩邊基站來(lái)的信號(hào)盡量形成較多的重疊區(qū),保證在列車高速運(yùn)行下的切換順利進(jìn)行。

由于在設(shè)計(jì)中保證了98%以上區(qū)域各信號(hào)的最弱電平為-80dB(m),保證了切換時(shí)不會(huì)因?yàn)樾盘?hào)變化太快造成掉話。還有一個(gè)工程措施,即讓區(qū)間中點(diǎn)的漏泄電纜LCX聯(lián)通,使兩邊基站來(lái)的信號(hào)盡量形成較多的重疊區(qū),當(dāng)列車高速運(yùn)行經(jīng)過(guò)隧道中段時(shí),原小區(qū)信號(hào)逐漸減弱,切入小區(qū)的信號(hào)逐漸增強(qiáng),沒(méi)有信號(hào)突然消失的情況,避免了移動(dòng)臺(tái)因?yàn)榍袚Q時(shí)間不足造成掉話。通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置相應(yīng)參數(shù),將各隧道的覆蓋場(chǎng)強(qiáng)調(diào)整到合適的水平,可以使切換更加平滑。

一般情況下小區(qū)間進(jìn)行正常切換需要6~10s時(shí)間,對(duì)于切換區(qū)應(yīng)滿足12s切換的最低要求,而列車在隧道中段最高速度為80km/h,12s內(nèi)行進(jìn)的距離為

在理想情況下,本小區(qū)與相鄰小區(qū)的信號(hào)在LCX中傳輸損耗是相同的,因此它們的場(chǎng)強(qiáng)衰減特性曲線相對(duì)于它們的交點(diǎn)是對(duì)稱的,所以LCX的越區(qū)切換損耗余量可由本小區(qū)與相鄰小區(qū)各負(fù)擔(dān)一半,即1/2×267m=133m。對(duì)應(yīng)于LCX傳輸損耗24dB/km,越區(qū)切換損耗余量為24×(1/1000)×133=3.1dB,參見(jiàn)圖1。

所以,要保證隧道中的切換區(qū)長(zhǎng)度超過(guò)266.7m。根據(jù)漏纜指標(biāo)計(jì)算得知:900MHz信號(hào)在133m的漏纜中共衰減3.1dB,所以在最壞情況下原小區(qū)的900MHz信號(hào)將衰減到-80-3.1=-83.1dB(m),將駛?cè)胄^(qū)的900MHz信號(hào)強(qiáng)度增強(qiáng)到-80+3.1=-76.9dB(m),所以信號(hào)強(qiáng)度相差超過(guò)6dB,可保證通過(guò)場(chǎng)強(qiáng)比較的方式進(jìn)行切換。2·2 換乘站切換

對(duì)于天線的配置,換乘站應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃信號(hào)切換區(qū)域,如換乘站是一次建成的,則盡量考慮用一個(gè)基站的信號(hào)來(lái)完成覆蓋;如因工期或其他各種原因無(wú)法在一個(gè)基站范圍內(nèi)來(lái)完成信號(hào)覆蓋的,則需在可能情況下,做出優(yōu)化方案:①盡量減少重疊區(qū)域;②盡量減少短時(shí)間切換區(qū)域;③重疊區(qū)效應(yīng)影響下的乒乓切換盡量安排在相對(duì)寬敞的區(qū)域,以盡量避免多徑影響下的乒乓切換。

在廣州地鐵公園前地鐵站,是1、2號(hào)線的換乘站,1號(hào)線站廳部分在1999年就投入使用,2號(hào)線站廳部分在2003年才投入使用,因此在站廳就需要1號(hào)線和2號(hào)線基站的信號(hào)才能完成覆蓋。在工程設(shè)計(jì)中,考慮了以上的重點(diǎn),如盡量減少重疊區(qū)域等,實(shí)現(xiàn)了各個(gè)區(qū)域的平滑切換。2·3 車站出入口切換

(1)交疊區(qū)保證:車站出入口附近一定要設(shè)置天線,使站廳信號(hào)與站外信號(hào)的交疊區(qū)盡量在出入口通道附近。

(2)梯度/平滑性的保證:出入口附近站內(nèi)信號(hào)的梯度及平滑性容易保證;站外信號(hào)的梯度及平滑性受多徑效應(yīng)及地面多個(gè)基站天線的覆蓋規(guī)劃因素的影響較大,如有問(wèn)題應(yīng)與運(yùn)營(yíng)商共同協(xié)調(diào)解決。

在廣州地鐵2號(hào)線的個(gè)別車站,雖然在出入口附近布置了天線,但在出站時(shí)仍然無(wú)法實(shí)現(xiàn)與站外基站的正常切換,后經(jīng)與運(yùn)營(yíng)商協(xié)調(diào),通過(guò)其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化解決了切換問(wèn)題。2·4 隧道與地面切換

隧道與地面切換情況如圖2所示,要保證有足夠的信號(hào)交疊區(qū),可采用以下措施:

(1)延長(zhǎng)LCX方式或洞口設(shè)置定向天線(延長(zhǎng)洞內(nèi)信號(hào),使交疊區(qū)向外);

(2)設(shè)置直放站方式(延長(zhǎng)洞內(nèi)信號(hào),使交疊區(qū)向外);

(3)隧道引入地面信號(hào),使交疊區(qū)向內(nèi),由于各運(yùn)營(yíng)商地面基站設(shè)置的不同、向隧道引入地面信號(hào)實(shí)現(xiàn)起來(lái)相對(duì)復(fù)雜。

延長(zhǎng)LCX、設(shè)置隧道口直放站方式均要注意,延長(zhǎng)區(qū)域應(yīng)足夠長(zhǎng),使地面到隧道切換交疊區(qū)選擇在一個(gè)穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。如果相鄰地面車站需要覆蓋,就可使其信號(hào)向隧道方向延伸,取得切換信號(hào)的“優(yōu)勢(shì)鎖定”。實(shí)施中應(yīng)兼顧上、下行行車方向,并與運(yùn)營(yíng)商做好切換規(guī)劃的配合。在廣州地鐵1號(hào)線坑口地面站與花地灣站隧道入口處,場(chǎng)強(qiáng)覆蓋就是采用了這種方式,將覆蓋區(qū)域向外增加100m左右,避免了初期進(jìn)出隧道時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的掉線現(xiàn)象。結(jié)語(yǔ)

為保證在隧道內(nèi)無(wú)線信號(hào)的順利切換,應(yīng)保證98%以上區(qū)域各信號(hào)的最弱電平為-80dBm,同時(shí)讓區(qū)間中點(diǎn)的漏泄電纜LCX聯(lián)通,使兩邊基站來(lái)的信號(hào)盡量形成較多的重疊區(qū)。換乘站應(yīng)盡量減少重疊區(qū)域及短時(shí)間切換區(qū)域,重疊區(qū)效應(yīng)影響下的乒乓切換應(yīng)盡量安排在相對(duì)寬敞的區(qū)域,以盡量避免多徑影響下的乒乓切換。車站出入口應(yīng)保證交疊區(qū)及信號(hào)的梯度/平滑性,隧道與地面應(yīng)保證有足夠的信號(hào)交疊區(qū)。

通過(guò)以上切換方案考慮,就能保證在地鐵站內(nèi)移動(dòng)通信的順利切換,保證通信的可靠性及連續(xù)性。參考文獻(xiàn)[1]楊留清,張閩申,徐菊英.數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)[M].北京:人民郵電出版社,1995.[2]郭梯云,鄔國(guó)揚(yáng),張厥盛.移動(dòng)通信[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,1995.[3]竺南直,肖輝,劉景波.碼分多址(CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng)[M].北京:電子工業(yè)出版社,1999.[4]龔小聰.地鐵移動(dòng)電話引入系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討[J].地鐵與輕軌,2002(1).[5]徐華林,馬建萍.地鐵中漏泄同軸電纜的選擇和配置[J].都市快軌交通,2005,18(1).

第三篇：地鐵通信廣播系統(tǒng)

北京地鐵亦莊線專用通信廣播系統(tǒng)

摘 要：廣播作為簡(jiǎn)單、有效的通信手段，它始終為我們提供著不變的可靠服務(wù)。地鐵廣播系統(tǒng)是地鐵通信系統(tǒng)中的一個(gè)專用子系統(tǒng)，在地鐵行車組織、客運(yùn)服務(wù)、防災(zāi)救險(xiǎn)、設(shè)備維護(hù)等方面具有十分重要的作用。地鐵廣播系統(tǒng)由于應(yīng)用場(chǎng)合要求高，集中體現(xiàn)了現(xiàn)代廣播系統(tǒng)的全部技術(shù)特點(diǎn)，是現(xiàn)代高級(jí)廣播系統(tǒng)的典型應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PA；廣播系統(tǒng)；地鐵廣播系統(tǒng)

公共廣播系統(tǒng)簡(jiǎn)稱PA系統(tǒng)(PublicAddress)，廣泛用于車站、機(jī)場(chǎng)、樓宇等場(chǎng)所。提供背景音樂(lè)和作業(yè)廣播業(yè)務(wù)，義兼作緊急廣播。

地鐵廣播系統(tǒng)是地鐵通信系統(tǒng)中的一個(gè)專用子系統(tǒng)，在地鐵行車組織、客運(yùn)服務(wù)、防災(zāi)救險(xiǎn)、設(shè)備維護(hù)等方面具有十分重要的作用。平時(shí)在地鐵車站的不同 域?yàn)槭燮?、檢票、進(jìn)站、候車、乘降、出站、換乘等播報(bào)不同的服務(wù)用語(yǔ)和有關(guān)注意事項(xiàng)，為提供各項(xiàng)服務(wù)．維持車站秩序，有效疏導(dǎo)乘客乘車先下后上，縮短列車站停時(shí)間，確保列車正點(diǎn)，創(chuàng)造了條件；在車輛段車場(chǎng)、隧道區(qū)間等地鐵作業(yè)場(chǎng)所為調(diào)度指揮、車場(chǎng)調(diào)車、車輛調(diào)試、設(shè)備檢修、線路維護(hù)、供電軌送斷電、設(shè)備送斷電等提供安全提示及告知等作業(yè)廣播服務(wù)；當(dāng)發(fā)生重大活動(dòng)、節(jié)日等引起地鐵客流激增時(shí)，作為實(shí)施應(yīng)急客運(yùn)組織的重要手段，為大客流運(yùn)營(yíng)組織提供保障：當(dāng)遇事故災(zāi)害等突發(fā)事件時(shí)，則作為緊急疏導(dǎo)、指揮救災(zāi)的重要工具。廣播系統(tǒng)為地鐵客運(yùn)、行車、防災(zāi)、設(shè)備維護(hù)等部門提供功能完善的先進(jìn)作業(yè)工具．提高了地鐵客運(yùn)服務(wù)質(zhì)量和處理突發(fā)事件的能力f。

北京地鐵亦莊線專用通信廣播系統(tǒng)，總體上根據(jù)國(guó)家和地方相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。配置和功能根據(jù)亦莊線招標(biāo)需求進(jìn)行了適應(yīng)性設(shè)計(jì)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1．1 亦莊線廣播系統(tǒng)

廣播系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，1?？刂浦行呐R時(shí)控制中心圖1 廣播系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖 亦莊線廣播系統(tǒng)，采用目前主流的控制中心與車站兩級(jí)控制結(jié)構(gòu)?？刂浦行暮蛙囌局g通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接?？刂浦行牡闹噶詈鸵纛l均經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸至車站，實(shí)現(xiàn)中心對(duì)車站的控制和廣播操作。廣播系統(tǒng)在控制中心配備了網(wǎng)管計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的遙測(cè)、遙控。

按照亦莊線工程招標(biāo)需求，亦莊線在臺(tái)湖車輛段設(shè)置了』臨時(shí)控制巾心。待小營(yíng)控制中心建設(shè)完畢，臺(tái)湖臨時(shí)控制中心將轉(zhuǎn)入備用。

1．2 車站廣播系統(tǒng)

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，地鐵廣播系統(tǒng)屬于現(xiàn)代高級(jí)廣播系統(tǒng)，主要包含音源、音源管理控制設(shè)備、功率放大器、輸出控制設(shè)備、聲音還原設(shè)備以及電源管理設(shè)備。

車站廣播系統(tǒng)采用總線制結(jié)構(gòu)、模塊／板卡形式設(shè)備設(shè)計(jì)。所有模塊／板卡均能在線進(jìn)行更換。具有配置靈活、維護(hù)方便、擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)。車站廣播系統(tǒng)中所有模塊和設(shè)備均連接在內(nèi)部的TBA總線之上，由中央控制模塊對(duì)總線資源進(jìn)行統(tǒng)一的協(xié)調(diào)管理。當(dāng)操作員在人機(jī)界面進(jìn)行相關(guān)操作后，中央控制器將統(tǒng)一協(xié)調(diào)廣播系統(tǒng)的各功能模塊配合動(dòng)作完成廣播功能。

前端信源輸入方式有多種方式，包括話筒實(shí)況廣播、預(yù)錄制語(yǔ)音端廣播、線路廣播等等。并且能夠?qū)⑵渌到y(tǒng)提供的音頻廣播到目標(biāo)廣播區(qū)。

1．3 中心廣播系統(tǒng)中心

廣播系統(tǒng)拓?fù)鋱D。

中心廣播系統(tǒng)能夠完成對(duì)全線各站的選站選區(qū)．進(jìn)行廣播或者監(jiān)聽操作。當(dāng)前廣播系統(tǒng)的控制界面多由綜合監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行集成。通過(guò)互相接口完成功能實(shí)現(xiàn)。

1．4 車輛段、停車場(chǎng)廣播系統(tǒng)

車輛段和停車場(chǎng)廣播系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與車站相同，由于廣播分區(qū)較少，相應(yīng)的設(shè)備數(shù)量也隨之減少?？刂浦行膹V播系統(tǒng)對(duì)車輛段、停車場(chǎng)廣播系統(tǒng)只進(jìn)行網(wǎng)管操作，不進(jìn)行廣播操作。系統(tǒng)功能

1)中心廣播功能。控制中心操作人員能夠在權(quán)限內(nèi)對(duì)所轄站、場(chǎng)進(jìn)行廣播操作。

2)中心監(jiān)聽功能?？刂浦行牟僮鲉T可以在權(quán)限內(nèi)監(jiān)聽下轄各個(gè)車站廣播區(qū)的廣播內(nèi)容。3)應(yīng)急廣播功能。廣播系統(tǒng)中配置有應(yīng)急廣播控制模塊，當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)故障情況時(shí)，可按下防災(zāi)廣播控制盒的應(yīng)急廣播按鍵進(jìn)行應(yīng)急廣播。

4)自動(dòng)進(jìn)站廣播。廣播系統(tǒng)接收信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送的信息，在列車即將到達(dá)、到站、離站時(shí)，啟動(dòng)數(shù)字語(yǔ)音合成模塊內(nèi)的預(yù)存儲(chǔ)語(yǔ)音內(nèi)容，進(jìn)行自動(dòng)廣播。

5)實(shí)況廣播(話筒口播)。f“播系統(tǒng)通過(guò)話筒實(shí)時(shí)拾取操作員的口播音頻實(shí)時(shí)的播放到目標(biāo)廣播區(qū) ．

6)背景音樂(lè)，‘播(BCM)。背景音樂(lè)作為一路單獨(dú)的音頻通過(guò)播放器接入到午站f ‘播機(jī)十臣。背景音樂(lè)掩蓋環(huán)境噪聲，創(chuàng)造與審內(nèi)環(huán)境相適虛的氣氛，7)預(yù)錄制廣播。在車站配置有數(shù)字語(yǔ)音合成模塊．存儲(chǔ)、播放數(shù)字格式的音頻

8)監(jiān)聽功能。廣播系統(tǒng)設(shè)置有監(jiān)聽設(shè)備，有權(quán)限監(jiān)聽下轄各廣播 播 的內(nèi)容，監(jiān)聽音量可調(diào)．

9)平行廣播功能。系統(tǒng)中設(shè)置音頻矩陣模塊．可以同時(shí)將不同的信源輸入連接到不 的廣播 輸?互不干擾，實(shí)現(xiàn)平行廣播的功能 10)優(yōu)先級(jí)廣播功能。系統(tǒng)具有優(yōu)九分級(jí)廣播功能。對(duì)于目標(biāo)廣播 疊加、沖突的操作按照沒(méi)定的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行協(xié)調(diào)。

11)功放故障門動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)切換主備機(jī)功能 廣播系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)儉測(cè)功率放大器的狀態(tài)。當(dāng)功放?現(xiàn)故障時(shí)，巾央控制器發(fā) 切換控制信號(hào)，用備用功放替代故障功放的¨I 作，此過(guò)程不中斷廣播。j 將故障信息發(fā)送到網(wǎng)管終端

12)廣播 音量自動(dòng)調(diào)節(jié)。廣播系統(tǒng)通過(guò)裝在站臺(tái)的傳感器檢測(cè)噪聲，根據(jù)檢測(cè)到的噪聲值自動(dòng)調(diào)節(jié)廣播 域的音量，保持一定的信噪比。

13)廣播 自動(dòng)釋放。某種廣播操作完成后，廣播系統(tǒng)會(huì)按照程序預(yù)沒(méi)的方式自動(dòng)釋放廣播區(qū)。避免域無(wú)效占用

14)功放時(shí)序上電。為使揚(yáng)聲器和電源不受功放啟動(dòng)電流的沖擊，廣播系統(tǒng)對(duì)功放進(jìn)行時(shí)序控制逐臺(tái)卜電

15)負(fù)載f)(保護(hù)。系統(tǒng)通過(guò)內(nèi)部設(shè)備的采樣，配合軟件算法可對(duì)負(fù)載 狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。必要時(shí)將負(fù)載斷開．將損害隔絕存外部

16)循環(huán)廣播。廣播系統(tǒng)默認(rèn)將語(yǔ)音合成模塊中特定編號(hào)語(yǔ)音段循環(huán)，‘播．．

17)廣播預(yù)示肯功能。除應(yīng)急廣播外的所有廣播操作，都會(huì)以提示音作為開始，以提醒受眾注意。

18)口播錄音功能。廣播系統(tǒng)的錄音模塊能夠?qū)V播內(nèi)容進(jìn)行錄音，錄音【大J容可按編號(hào)進(jìn)行查詢 錄音內(nèi)容不能人T擦fII，循環(huán)記錄。

19)網(wǎng)管功能。網(wǎng)管終端吖對(duì)仝線廣播設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控和管理，具有集巾維護(hù)和自診斷功能．可進(jìn)行故障管理、性能管理、配置管理、安全管理。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中心、車站、車輛段廣播設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。隧道與地下工程器；窶羹警 蠢i j魏露譽(yù) 0il魏 熊囂{翁薅酶蘸 接口

廣播系統(tǒng)接口方案靈活多樣，可選擇的方式有I／O十接點(diǎn)、RS一

422、以太網(wǎng)等方式文現(xiàn)與綜合監(jiān)控、電話、無(wú)線、集中告警、FAS等等系統(tǒng)連接，將必要的音頻引入到廣播系統(tǒng)，方便了運(yùn)營(yíng)人員對(duì)場(chǎng)、站的管理 設(shè)備選型 4．1 揚(yáng)聲器的選擇

公共廣播系統(tǒng)揚(yáng)聲器的選用應(yīng)根據(jù)環(huán)境選用不同規(guī)格的廣播揚(yáng)聲器。如：在天花板吊頂?shù)氖覂?nèi)，宜用嵌入式的天花揚(yáng)聲器，必要時(shí)可配備防火罩。僅有框架吊頂?shù)氖覂?nèi)，宜用吊裝式筒型青箱或有后罩的天花揚(yáng)聲器。無(wú)吊頂?shù)氖覂?nèi)，則宦選用壁掛式揚(yáng)聲器或室內(nèi)音柱。室外，宜選用室外音柱或號(hào)角。

公共廣播系統(tǒng)揚(yáng)聲器以均勻、分散的原則配置于廣播f)(，其分散的程度應(yīng)保證廣播 內(nèi)的信噪比不小于15 dB。一般除了繁華熱鬧的場(chǎng)所．大致把本底噪聲視為65～70 dB。故廣播 的聲壓級(jí)宜在80~85 dB以上。

在近似的計(jì)算中，揚(yáng)聲器覆蓋 的盧壓級(jí)SPL同揚(yáng)聲器的靈敏度級(jí)LM、饋給揚(yáng)聲器的電功率P、聽音點(diǎn)與揚(yáng)聲器的距離r等有如下關(guān)系：SPL=LM+101g尸一20lgrdb(1)由此近似計(jì)算，在天花板不高于3 m的場(chǎng)館內(nèi)．吸頂揚(yáng)聲器大體可以相互距離5～8 m均勻配置。另外在JGJ 16—2008民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范中有關(guān)有線廣播及火災(zāi)事故廣播設(shè)計(jì)安裝中有一些硬性規(guī)定：“走道、大廳、餐廳等公眾場(chǎng)所，揚(yáng)聲器的配置數(shù)量，應(yīng)能保證從本層任何部位到最近一個(gè)揚(yáng)聲器的步行距離不超過(guò)15 m。在走道交叉處、拐彎處均應(yīng)設(shè)揚(yáng)聲器 走道末端最后一個(gè)揚(yáng)聲器距墑不大于8 m”I 2】

4．2 功放的選擇

公共廣播系統(tǒng)選用的功放主要的特征之一是恒壓輸，這是南于廣播線路通常都相當(dāng)長(zhǎng)，須用高壓傳輸才能減少線路損耗。廣播功放選用多大的額定功率，須視廣播揚(yáng)聲器的總功率而定。

廣播系統(tǒng)考慮到線路損耗、老化等因素。功放的額定輸m功率按下式計(jì)算：P=KlxK2xK3×尸n(2)式中ｐｏ： 為分區(qū)揚(yáng)聲器的電功率和；

Ｐ１ 為線路衰耗補(bǔ)償系數(shù)，取1．26～1．58； Ｐ2為老化系數(shù)，取1．2～l_4；

Ｐ3為第v分 同時(shí)需要系數(shù)，背景音樂(lè)系統(tǒng)取0．5～0．6，業(yè)務(wù)性廣播取0．7～0．8，火災(zāi)事故廣播取1．0。

4．3 揚(yáng)聲器連接電纜的選型

公共廣播系統(tǒng)使用雙絞護(hù)套廣播電纜線。這樣可以有效地克服線問(wèn)寄生電容的影響；同時(shí)纜線外層再包裹一層塑料外套，對(duì)內(nèi)部雙絞線能夠起到保護(hù)作用，避免在施] 過(guò)程【flI線槽、橋架割傷、短路內(nèi)部芯線。

綜合考慮性價(jià)比，廣播傳輸電纜規(guī)格可以參照表1選擇 I表l

地鐵行業(yè)選用的線纜均采崩低炯無(wú)肉阻燃型。5 結(jié)語(yǔ)

廣播系統(tǒng)目前正向著數(shù)字化處理、網(wǎng)絡(luò)化傳輸?shù)内厔?shì)發(fā)展。相比現(xiàn)階段的模擬與數(shù)字結(jié)合，下一代的廣播系統(tǒng)操作將更加靈活方便，系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性進(jìn)一步提高，同時(shí)也將更加節(jié)能環(huán)保。相信在不久的將來(lái)下一代廣播系統(tǒng)會(huì)迅速應(yīng)用于地鐵領(lǐng)域，為智能軌道交通提供智能的廣播手段。

2．4 與實(shí)際工程導(dǎo)流墻設(shè)置的比較

在實(shí)際T程中．設(shè)計(jì)人員大多采用導(dǎo)流埔的設(shè)置為：下游引伸長(zhǎng)度，J等于導(dǎo)流墻半徑尺，為2 500 mlTl；偏心距為500 Iil111，其水流流速分布如圖7所示。

34e 0103e 0171e O139e O108e—】176e 0145e_01l3e—O181e O150e—O118e一．0187e 0155e～0114e 0192e-016oe一0129e Ol72e—O256e一02柏e 02O4e—O3網(wǎng)7 實(shí)際T稗設(shè)置的水流流速分布岡

通過(guò)同6和圖7的比較 知，文際設(shè)計(jì)的水流高速區(qū) 與有面積為67．43％，低于模擬的最優(yōu)設(shè)置 故模擬的優(yōu)化設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)節(jié)約，運(yùn)行水流流態(tài)更好，最終實(shí)現(xiàn)污水處理優(yōu)化的效果。結(jié)論

1)通過(guò)該模型氧化溝導(dǎo)流墻的Fluent模擬，比較速度面積百分比的大小，得 導(dǎo)流墻 兇素的優(yōu)化設(shè)置參數(shù)：下游的引伸長(zhǎng)度為2 500IIIITI，導(dǎo)流墻的半徑宜取1 500 Illm．偏心距為400 mill。

2)在實(shí)際T程沒(méi)計(jì)之前，應(yīng)通過(guò)Huent軟件模擬，得 最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)，指導(dǎo)T 程設(shè)計(jì)，文現(xiàn)污水處理構(gòu)筑物效能的最大化。

第四篇：移動(dòng)通信系統(tǒng)概念

移動(dòng)通信系統(tǒng)
目錄[隱藏] 移動(dòng)通信系統(tǒng) 1 ,蜂窩系統(tǒng) 2 ,集群系統(tǒng) 3 ,衛(wèi)星通信系統(tǒng) 4,AdHoc 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 5,無(wú)線通信網(wǎng) 6,移動(dòng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn) 1 7,相關(guān)圖書信息內(nèi)容簡(jiǎn)介 1 圖書目錄

[編輯本段 移動(dòng)通信系統(tǒng) 編輯本段]移動(dòng)通信系統(tǒng) 編輯本段
移動(dòng)通信系統(tǒng)主要有蜂窩系統(tǒng),集群系統(tǒng),AdHoc 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),衛(wèi)星通信系統(tǒng),分 組無(wú)線網(wǎng),無(wú)繩電話系統(tǒng),無(wú)線電傳呼系統(tǒng)等.

[編輯本段 編輯本段]1 , 蜂窩系統(tǒng) 編輯本段
蜂窩系統(tǒng)是覆蓋范圍最廣的陸地公用移動(dòng)通信系統(tǒng).在蜂窩系統(tǒng)中,覆蓋區(qū)域一 般被劃分為類似蜂窩的多個(gè)小區(qū).每個(gè)小區(qū)內(nèi)設(shè)置固定的基站,為用戶提供接入和信 息轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù).移 動(dòng)用戶 之間以及移動(dòng)用 戶和非 移動(dòng)用戶之間的 通信均 需通過(guò)基站進(jìn) 行.基站則一般通過(guò)有線線路連接到主要由交換機(jī)構(gòu)成的骨干交換網(wǎng)絡(luò).蜂窩系統(tǒng)是 一種有連接網(wǎng)絡(luò), 一旦一個(gè)信道被分配給某個(gè)用戶, 通常此信道可一直被此用戶使用.蜂窩系統(tǒng)一般用于語(yǔ)音通信.

[編輯本段 編輯本段]2 , 集群系統(tǒng) 編輯本段
集群系統(tǒng)與蜂窩系統(tǒng)類似,也是一種有連接的網(wǎng)絡(luò),一般屬于專用網(wǎng)絡(luò),規(guī)模不 大,主要為移動(dòng)用戶提供語(yǔ)音通信.

[編輯本段 編輯本段]3 , 衛(wèi)星通信系統(tǒng) 編輯本段
衛(wèi)星通信系統(tǒng)的通信范圍最廣,可以為全球每個(gè)角落的用戶提供通信服務(wù).在此 系統(tǒng)中, 衛(wèi)星起著與基站類似的功能.衛(wèi)星通信系統(tǒng)按衛(wèi)星所處位置可分為靜止軌道, 中軌道和低軌道3種.衛(wèi)星通信系統(tǒng)存在成本高,傳輸延時(shí)大,傳輸帶寬有限等不足.

上述移動(dòng)通信系統(tǒng)都需要有線網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)施的支持,如基站,交換機(jī),衛(wèi)星 等.這些設(shè)施的建立和運(yùn)轉(zhuǎn)需要大量的人力和物力,因此成本比較高,同時(shí)建設(shè)的周 期也長(zhǎng).Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)不需要基站的支持,由主機(jī)自己組網(wǎng),因此,網(wǎng)絡(luò)建立的成本 低,同時(shí)時(shí)間短,一般只要幾秒鐘或幾分鐘.上述通信系統(tǒng)中,移動(dòng)終端之間并不直 接通信,并且移動(dòng)終端只具備收發(fā)功能,不具備轉(zhuǎn)發(fā)功能.而 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)由移動(dòng)主 機(jī)構(gòu)成,移動(dòng)主機(jī)之間可以直接通信,而移動(dòng)主機(jī)不僅收發(fā)數(shù)據(jù),同時(shí)還轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù).此外目前的移動(dòng)通信系統(tǒng)主要為用戶提供語(yǔ)音通信功能,通常采用電路交換,拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)比較穩(wěn)定.而 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)使用分組轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù),主要為用戶提供數(shù)據(jù)通信服務(wù),拓 撲結(jié)構(gòu)易于變化.

[編輯本段 , AdHoc 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 編輯本段]4, 編輯本段
Hoc 網(wǎng)絡(luò)是一種沒(méi)有有線基礎(chǔ)設(shè)施支持的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò), 網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)均由移動(dòng) Hoc 網(wǎng)絡(luò)最初應(yīng)用于軍事領(lǐng)域,它的研究起源于戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下分組無(wú)線

Ad

主機(jī)構(gòu)成.Ad

網(wǎng)數(shù)據(jù)通信項(xiàng)目,該項(xiàng)目由DARPA資助,其后,又在1983年和1994年進(jìn)行了抗 毀可適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)SURAN(Survivable Adaptive Networ k)和全球移動(dòng)信息系統(tǒng)GloMo(Global Information S y

stem)項(xiàng)目的研究.由于無(wú)線通信和終端技術(shù)的不斷發(fā)展,Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)在民 用環(huán)境下也得到了發(fā)展,如需要在沒(méi)有有線基礎(chǔ)設(shè)施的地區(qū)進(jìn)行臨時(shí)通信時(shí),可以很 方便地通過(guò)搭建 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn).在 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)中,當(dāng)兩個(gè)移動(dòng)主機(jī)(如圖1中的主機(jī)A和B)在彼此的通信覆 蓋范圍內(nèi)時(shí),它們可以直接通信.但是由于移動(dòng)主機(jī)的通信覆蓋范圍有限,如果兩個(gè) 相距較遠(yuǎn)的主機(jī)(如圖1中的主機(jī)A和C)要進(jìn)行通信,則需要通過(guò)它們之間的移動(dòng) 主機(jī)B的轉(zhuǎn)發(fā)才能實(shí)現(xiàn).因此在 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)中,主機(jī)同時(shí)還是路由器,擔(dān)負(fù)著尋找 路由和轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的工作.在 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)中,每個(gè)主機(jī)的通信范圍有限,因此路由一 般都由多跳組成,數(shù)據(jù)通過(guò)多個(gè)主機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)才能到達(dá)目的地.故 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)也被稱 為多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò).其結(jié)構(gòu)如圖2所示.Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)可以看作是移動(dòng)通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的交叉.在 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)中,使 用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分組交換機(jī)制,而不是電路交換機(jī)制.通信的主機(jī)一般是便攜式計(jì)算 機(jī),個(gè)人數(shù)字助理(PDA)等移動(dòng)終端設(shè)備.Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)不同于目前因特網(wǎng)環(huán)境 中的移動(dòng) IP 網(wǎng)絡(luò).在移動(dòng) IP 網(wǎng)絡(luò)中,移動(dòng)主機(jī)可以通過(guò)固定有線網(wǎng)絡(luò),無(wú)線鏈路和 撥號(hào)線路等方式接入網(wǎng)絡(luò),而在 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)中只存在無(wú)線鏈路一種連接方式.在移 動(dòng) IP 網(wǎng)絡(luò)中,移動(dòng)主機(jī)通過(guò)相鄰的基站等有線設(shè)施的支持才能通信,在基站和基站(代理和代理)之間均為有線網(wǎng)絡(luò),仍然使用因特網(wǎng)的傳統(tǒng)路由協(xié)議.而 Ad Hoc 網(wǎng) 絡(luò)沒(méi)有這些設(shè)施的支持.此外,在移動(dòng) IP 網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)主機(jī)不具備路由功能,只是一 個(gè)普通的通信終端.當(dāng)移動(dòng)主機(jī)從一個(gè)區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)區(qū)時(shí)并不改變網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu), 而 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)主機(jī)的移動(dòng)將會(huì)導(dǎo)致拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變.

[編輯本段 , 無(wú)線通信網(wǎng) 編輯本段]5, 編輯本段

分組無(wú)線網(wǎng)是一種利用無(wú)線信道進(jìn)行分組交換的通信網(wǎng)絡(luò),即網(wǎng)絡(luò)中傳送的信息 要以“分組”或者稱“信包”為基本單元.分組是由若干比特組成的信息段.通常包含“包頭”和“正文”兩部分.包頭中含有 該分組的源地址,宿地址和有關(guān)路由等信息等.正文是真正需要傳送的信息.適用特點(diǎn):分組無(wú)線網(wǎng)特別適用于實(shí)時(shí)性要求不嚴(yán)和短消息比較多的數(shù)據(jù)通信.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):星形結(jié)構(gòu) 分布式結(jié)構(gòu)

[編輯本段 , 移動(dòng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn) 編輯本段]6, 編輯本段
1.移動(dòng)通信必須利用無(wú)線電波進(jìn)行信息傳輸 移動(dòng)通信必須利用無(wú)線電波進(jìn)行信息傳輸 這種傳播煤質(zhì)允許通信中的用戶可以在一定范圍內(nèi)自由活動(dòng),其位置不受束縛, 不過(guò)無(wú)線電波的傳播特性一般要受到諸多因素的影響.移動(dòng)通信的 運(yùn)行環(huán) 境十分復(fù)雜,電 波不僅 會(huì)隨著傳播距離 的增加 而發(fā)生彌散消 耗,并且會(huì)受到地形,地物的遮蔽而發(fā)生“陰影效應(yīng)”,而且信號(hào)經(jīng)過(guò)多點(diǎn)

反射,會(huì)從 多條路徑到達(dá)接收地點(diǎn),這種多徑信號(hào)的幅度,相位和到達(dá)時(shí)間都不一樣,它們互相 疊加會(huì)產(chǎn)生電平衰落和時(shí)延擴(kuò)展.移動(dòng)通信常常在快速移動(dòng)中進(jìn)行,這不僅會(huì)引起多普勒頻移,產(chǎn)生隨機(jī)調(diào)頻,而 且會(huì)使得電波傳輸特性發(fā)生快速的隨機(jī)起伏,嚴(yán)重影響通信質(zhì)量.故移動(dòng)通信系統(tǒng)須 根據(jù)移動(dòng)信道的特征,進(jìn)行合理的設(shè)計(jì).2, 通信是在復(fù)雜的干擾環(huán)境中運(yùn)行的 , 移動(dòng)通信系統(tǒng)是采用多信道共用技術(shù),在一個(gè)無(wú)線小區(qū)內(nèi),同時(shí)通信者會(huì)有成百 上千,基站會(huì)有多部收發(fā)信機(jī)同時(shí)在同一地點(diǎn)工作,會(huì)產(chǎn)生許多干擾信號(hào),還有各種 工業(yè)干擾和認(rèn)為干擾.歸納起來(lái)有通道干擾,互調(diào)干擾,鄰道干擾,多址干擾等,以 及近基站強(qiáng)信號(hào)會(huì)壓制遠(yuǎn)基站弱信號(hào),這種現(xiàn)象稱為“遠(yuǎn)近效應(yīng)”.在移動(dòng)通信中,將 采用多種抗干擾,抗衰落技術(shù)措施以減少這些干擾信號(hào)的影響.3, 移動(dòng)通信業(yè)務(wù)量的需求與日俱增 , 移動(dòng)通信可 以利用 的頻譜資源非常 有限, 但不斷地?cái)U(kuò)大移 動(dòng)通信 系統(tǒng)的通信容 量,始終是移動(dòng)通信發(fā)展中的焦點(diǎn).要解決這一難題,一方面要開辟和啟動(dòng)新的頻段, 另一方面要研究發(fā)展新技術(shù)和新措施,提高頻譜利用率.因此,有限頻譜合理分配和 嚴(yán)格管理是有效利用頻譜資源的前提,這是國(guó)際上和各國(guó)頻譜管理機(jī)構(gòu)和組織的重要 職責(zé).4, 移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多種多樣 , 網(wǎng)絡(luò)管理和控制必須有效 , 根據(jù)通信地區(qū)的不同需要,移動(dòng)通信網(wǎng)路結(jié)構(gòu)多種多樣,為此,移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)必 須具備很強(qiáng)的管理和控制能力,如用戶登記和定位,通信(呼叫)鏈路的建立和拆除, 信道分配和管理,通信計(jì)費(fèi),鑒權(quán),安全和保密管理以及用戶過(guò)境切換和漫游控制等.5, 移動(dòng)通信設(shè)備(主要是 移動(dòng)臺(tái))必須適于在移動(dòng)環(huán)境中使用 , 移動(dòng)通信設(shè)備(主要是移動(dòng)臺(tái) 移動(dòng)通信設(shè)備要求體積小,重量輕,省電,攜帶方便,操作簡(jiǎn)單,可靠耐用和維 護(hù)方便,還應(yīng)保證在振動(dòng),沖擊,高低溫環(huán)境變化等惡劣條件下能夠正常工作.

第五篇：基于移動(dòng)通信系統(tǒng)報(bào)告

關(guān)于移動(dòng)通信發(fā)展的調(diào)查報(bào)告

班級(jí)：電信姓名：李忠凱

學(xué)號(hào)：091

090819311

在世界范圍內(nèi)，移動(dòng)通信的發(fā)展如日中天。從用戶規(guī)模來(lái)看，目前全球的移動(dòng)用戶數(shù)已達(dá)到7億戶，并仍以每天新增70-80萬(wàn)戶的速度增長(zhǎng)著。在我國(guó)，截至2001年12月底，已有移動(dòng)用戶1.45億戶，而且還在以每月新增500萬(wàn)用戶的速度不斷增長(zhǎng)著。在這種情況下，對(duì)現(xiàn)有移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)的需求越來(lái)越迫切，一方面要求通過(guò)采用新的技術(shù)，不斷提高

系統(tǒng)容量，以支持日益增長(zhǎng)的移動(dòng)用戶數(shù)，另一方面要求提供盡可能豐富的移動(dòng)業(yè)務(wù)，滿足移動(dòng)用戶不斷增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)需求。移動(dòng)通信系統(tǒng)正是在這兩個(gè)需求的驅(qū)動(dòng)下，不斷得到發(fā)展的。

一、移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展

從所提供業(yè)務(wù)的角度來(lái)看，移動(dòng)通信的發(fā)展可以分為三個(gè)階段。

第一階段是提供移動(dòng)語(yǔ)音業(yè)務(wù)，包括在2001年底已停止運(yùn)行的模擬TACS系統(tǒng)、早期的GSM系統(tǒng)和IS-95系統(tǒng)等。

第二階段是提供電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如GSM系統(tǒng)的電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)平面和IS-95A/B系統(tǒng)的電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)平面。所能提供的業(yè)務(wù)包括傳真和其他承載業(yè)務(wù)，如WAP等。電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中移動(dòng)用戶獨(dú)占一定的無(wú)線資源，由于無(wú)線資源的限制，移動(dòng)系統(tǒng)所能分配給某一個(gè)移動(dòng)用戶的無(wú)線資源有限，因此電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的速率往往較低，如GSM系統(tǒng)能提供的業(yè)務(wù)速率約為10kbit/s。由于速率較低，數(shù)據(jù)量較少，因此在實(shí)際應(yīng)用中使用得較少。聯(lián)通公司在新建立的CDMA系統(tǒng)中就沒(méi)有建設(shè)電路型數(shù)據(jù)平面，為提高電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的速率，GSM和CDMA系統(tǒng)都考慮使用多信道捆綁的方式來(lái)提高業(yè)務(wù)速率，如GSM系統(tǒng)曾發(fā)展為HSCSD，IS-95A系統(tǒng)發(fā)展為IS-95B，支持最多8個(gè)信道的捆綁，但由于無(wú)線資源的限制，在實(shí)際運(yùn)行中仍難以達(dá)到較高的速率。HSCSD尚未進(jìn)入商用階段就被放棄，取而代之的是分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)GPRS。

IS-95B在日本和韓國(guó)得到一定程度的應(yīng)用，業(yè)務(wù)速率可以達(dá)到64kbit/s。

第三階段是提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如GPRS系統(tǒng)和cdma2000-1x系統(tǒng)。Internet是一種典型的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，隨著Internet用戶的快速增長(zhǎng)，對(duì)移動(dòng)Internet接入的需求不斷增加。近幾年來(lái)，全球幾乎所有的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備開發(fā)商都將注意力集中在分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的開發(fā)和試驗(yàn)上。GSM系統(tǒng)希望首先演進(jìn)為GPRS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并最終過(guò)渡到W-CDMA技術(shù)，以進(jìn)一步提高業(yè)務(wù)速率。IS-95系統(tǒng)將升級(jí)為cdma2000-1x系統(tǒng)，然后隨著業(yè)務(wù)速率的提高，將逐步升級(jí)為1xEV DO(HDR)或1xEV DV技術(shù)。

與電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)下移動(dòng)用戶長(zhǎng)時(shí)間獨(dú)占一定的無(wú)線資源不同的是，在分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)下，所有的移動(dòng)用戶共享無(wú)線資源，并且每個(gè)用戶只在有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳送時(shí)才動(dòng)態(tài)地申請(qǐng)和占用無(wú)線資源，因此采用分組數(shù)據(jù)方式可以做到“永遠(yuǎn)在線”。如GPRS的峰值速率為115.2kbit/s，cdma2000-1x系統(tǒng)的峰值速率為153.6kbit/s，因此與電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)平面相比，分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)平面更適于支持移動(dòng)Internet業(yè)務(wù)。但另一方面，由于在分組業(yè)務(wù)下，多個(gè)移動(dòng)用戶共享一定的無(wú)線資源，因此盡管分組業(yè)務(wù)可以有較高的峰值業(yè)務(wù)速率，但在用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送期間內(nèi)的平均業(yè)務(wù)速率仍然較低，而平均業(yè)務(wù)速率與峰值業(yè)務(wù)速率的比值也成為衡量系統(tǒng)技術(shù)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。從近一年多的試驗(yàn)來(lái)看，GPRS的平均業(yè)務(wù)速率可以達(dá)到20kbit/s-40kbit/s，cdma2000-1x技術(shù)的平均業(yè)務(wù)速率為70 kbit/s-80kbit/s。相比較而言，cdma2000-1x技術(shù)較GPRS技術(shù)成熟。三代技術(shù)的核心就是解決如何更好地支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，一方面需通過(guò)采用更先進(jìn)的空中接口技術(shù)提高峰值傳輸速率，同時(shí)還要通過(guò)改進(jìn)資源調(diào)度算法提高平均業(yè)務(wù)速率，以滿足移動(dòng)通信發(fā)展的需求。

二、三代及三代增強(qiáng)技術(shù)

1999年11月，ITU確定了三代標(biāo)準(zhǔn)的五種技術(shù)，其中最具代表性的是三種基于CDMA的技術(shù)，即DS0-CDMA(WCDMA)、MC-CDMA(cdma2000)、TDD-CDMA(HCR TDD和LCR TDD)。這三種技術(shù)具有不同的特點(diǎn)。

(一)MC-CDMA(cdma2000)

MC-CDMA(cdma2000)由美國(guó)提出，是由IS-95系統(tǒng)演進(jìn)而來(lái)的，并向下兼容IS-95系統(tǒng)，主要技術(shù)掌握在Qualcomm公司手中。IS-95系統(tǒng)是世界上最早的CDMA移動(dòng)系統(tǒng)，已在世界范圍內(nèi)進(jìn)行了10多年的試驗(yàn)和運(yùn)營(yíng)，現(xiàn)已被證明是十分穩(wěn)定的系統(tǒng)。cdma2000系統(tǒng)繼承了IS-95系統(tǒng)在組網(wǎng)、系統(tǒng)優(yōu)化方面的經(jīng)驗(yàn)，并進(jìn)一步對(duì)業(yè)務(wù)速率進(jìn)行了擴(kuò)展，同時(shí)通過(guò)引入一些先進(jìn)的無(wú)線技術(shù)，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)容量。

cdma2000系統(tǒng)在空中接口方面完全向下兼容IS-95系統(tǒng)。在核心網(wǎng)絡(luò)方面，cdma2000系統(tǒng)繼續(xù)使用IS-95系統(tǒng)的核心網(wǎng)作為其電路域來(lái)處理電路型業(yè)務(wù)，如話音業(yè)務(wù)和電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，同時(shí)在系統(tǒng)中新增加分組域設(shè)備(PDSN和PCF)來(lái)處理分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。因此在建設(shè)cdma2000系統(tǒng)時(shí)，原有的IS-95的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以繼續(xù)使用，只要新增加分組域設(shè)備即可。在基站方面，由于IS-95與1x的兼容性，可以做到僅更新信道板，并將系統(tǒng)軟件升級(jí)，即可將IS-95基站升級(jí)為cdma2000-1x基站。聯(lián)通公司在其CDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中就是采用了這種升級(jí)方案。由于cdma2000系統(tǒng)具有良好的兼容性，因此現(xiàn)在已有多家廠商可以提供cdma2000-1x的商用設(shè)備。在韓國(guó)已經(jīng)開始了cdma2000-1x的商業(yè)運(yùn)營(yíng)，實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明，對(duì)于語(yǔ)音業(yè)務(wù)，1x系統(tǒng)的容量是IS-95系統(tǒng)的1.6倍?，F(xiàn)對(duì)cdma2000技術(shù)的增強(qiáng)，即1xEV的研究和標(biāo)準(zhǔn)化工作正在進(jìn)行，其第一個(gè)增強(qiáng)版1xEV DO(HDR)已被ITU接納為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，1xEV DV標(biāo)準(zhǔn)正在制定中。HDR是完全針對(duì)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)的無(wú)線技術(shù)，在一個(gè)1.25MHz帶寬內(nèi)可以提供的峰值速率為2.4Mbit/s，已達(dá)到ITU對(duì)三代系統(tǒng)的速率要求。使用HDR技術(shù)時(shí)，分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)仍然利用分組域設(shè)備(PDSN和PCF)來(lái)處理，無(wú)需再增加網(wǎng)絡(luò)單元。由于HDR在射頻方面與cdma2000-1x/IS-95完全相同，因此只需在原cdma2000-1x基站中更新HDR信道板，再將軟件升級(jí)即可。現(xiàn)在Qualcomm公司、日本和韓國(guó)已開始進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，峰值速率可達(dá)到2.4Mbit/s，平均速率可達(dá)600kbit/s-1.2Mbit/s。

HDR需使用一個(gè)獨(dú)立的1.25MHz載波來(lái)傳輸分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，采用時(shí)分復(fù)用的方式并利用基于傳輸質(zhì)量的調(diào)度算法實(shí)現(xiàn)多個(gè)移動(dòng)用戶共享全部的無(wú)線資源。從理論上講，將資源占用較少的話音業(yè)務(wù)與短時(shí)資源占用較高的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)放在同一個(gè)載波內(nèi)進(jìn)行傳輸，通過(guò)合理的優(yōu)化可以實(shí)現(xiàn)更高的無(wú)線資源利用率，但由于話音業(yè)務(wù)和分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)服務(wù)質(zhì)量(QoS)的要求有較大的差異，優(yōu)化算法將變得十分復(fù)雜。1x EV DV正在向這個(gè)方向努力，預(yù)計(jì)2002年上半年可以完成標(biāo)準(zhǔn)化工作。

(二)DS-CDMA(W-CDMA)

DS-CDMA(W-CDMA)由日本和歐洲提出，從事W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)研究和設(shè)備開發(fā)的廠商最多，其中包括愛(ài)立信、諾基亞、北電、摩托羅拉、三星、西門子/NEC和阿爾卡特/富士通等。在W-CDMA的市場(chǎng)前景尚無(wú)法預(yù)知的情況下，Qualcomm公司也已開始著手進(jìn)行W-CDMA基站和終端芯片的開發(fā)。為打破Qualcomm公司對(duì)CDMA技術(shù)的壟斷，W-CDMA在最初設(shè)計(jì)時(shí)，采用了一些技術(shù)試圖繞過(guò)Qualcomm公司的專利，如基站間不采用GPS進(jìn)行同步、不采用連續(xù)導(dǎo)引信道的系統(tǒng)/小區(qū)搜索方法等。但這些技術(shù)的采用將直接影響到CDMA的一些固有優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮，如軟切換等，因此這些技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用中的效果還需驗(yàn)證。盡管理論上W-CDMA系統(tǒng)在異步的情況下仍可以進(jìn)行軟切換，但幾乎所有現(xiàn)在開發(fā)的設(shè)備都使用了GPS進(jìn)行同步，或使用較高代價(jià)實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的同步方案。隨著標(biāo)準(zhǔn)化工作的展開，在W-CDMA系統(tǒng)中也逐漸引入了連續(xù)的導(dǎo)引信道，使得終端系統(tǒng)得到簡(jiǎn)化。現(xiàn)在W-CDMA將連續(xù)導(dǎo)引信道和不連續(xù)導(dǎo)引信道的方式都保留在標(biāo)準(zhǔn)中，具體使用哪種方式可以由廠家自行決定，因此W-CDMA未來(lái)可能會(huì)出現(xiàn)較多的互聯(lián)問(wèn)題，而且兩種導(dǎo)引信道同時(shí)存在增加了系統(tǒng)的開銷。有消息說(shuō)，Qualcomm公司在開始開發(fā)W-CDMA芯片前，曾用了一年半的時(shí)間研究需開發(fā)W-CDMA的哪些功能項(xiàng)，但最終難以決定。如，若使用連續(xù)導(dǎo)引信道方式，則系統(tǒng)性能最佳，且與IS-95/cdma2000-1x十分相似，開發(fā)也很容易，但考慮到由于專利問(wèn)題，其他廠家極有可能使用非連續(xù)導(dǎo)引信道的方式，則將來(lái)在終端的互聯(lián)上可能存在較大的問(wèn)題。上述擔(dān)心造成Qualcomm公司的W-CDMA芯片開發(fā)計(jì)劃一再推遲。盡管Qualcomm公司現(xiàn)在已著手開發(fā)W-CDMA芯片，但仍將很多問(wèn)題留到未來(lái)互聯(lián)時(shí)再確定。國(guó)內(nèi)一些制造商現(xiàn)正在進(jìn)行W-CDMA設(shè)備的開發(fā)，也將面臨著同樣的問(wèn)題。

由于開發(fā)W-CDMA設(shè)備的廠家很多，因此造成投資比較分散，技術(shù)問(wèn)題沒(méi)有得到集中解決，這又將給未來(lái)系統(tǒng)互聯(lián)造成較多的問(wèn)題。同時(shí)W-CDMA的核心專利被21家公司掌握，因此對(duì)國(guó)內(nèi)的設(shè)備開發(fā)廠商來(lái)說(shuō)，未來(lái)在專利問(wèn)題的處理上也將會(huì)十分復(fù)雜。

W-CDMA系統(tǒng)每個(gè)載波占用5MHz的帶寬，每個(gè)運(yùn)營(yíng)商在布置W-CDMA系統(tǒng)時(shí)僅能使用2-3個(gè)載波，因此W-CDMA在初始設(shè)計(jì)時(shí)，即考慮在同一個(gè)載波內(nèi)支持話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。為此，W-CDMA系統(tǒng)定義了十分復(fù)雜的MAC層，根據(jù)不同的業(yè)務(wù)類型使用不同的復(fù)接方案。由于MAC層過(guò)于復(fù)雜，眾多的基站和終端廠商幾乎都只能支持其中的一個(gè)子集，這就進(jìn)一步增加了系統(tǒng)互聯(lián)的難度和復(fù)雜程度。

另一方面，W-CDMA將不同QoS要求的業(yè)務(wù)在同一個(gè)載頻內(nèi)進(jìn)行共同優(yōu)化，其過(guò)程會(huì)比較復(fù)雜。另外，由于W-CDMA試圖通過(guò)MAC層將不同QoS要求的業(yè)務(wù)復(fù)接在一個(gè)或多個(gè)物理信道上，這種復(fù)雜的復(fù)接方法削弱了業(yè)務(wù)的QoS與物理層的無(wú)線資源控制間的關(guān)系，增加了對(duì)無(wú)線資源管理的難度。因此W-CDMA在短時(shí)間內(nèi)很難將其系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化到可以與cdma2000-1x比擬的程度。

W-CDMA的主要運(yùn)營(yíng)商將會(huì)出自于現(xiàn)在的GSM運(yùn)營(yíng)商，對(duì)于GSM運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，理想的演進(jìn)方式是GSM→GPRS→EDGE/W-CDMA，即首先通過(guò)GPRS建立全新的分組域核心網(wǎng)絡(luò)，再引入EDGE/W-CDMA提高業(yè)務(wù)速率。但由于GPRS在近期的試驗(yàn)結(jié)果不是很好，因此對(duì)W-CDMA的推廣會(huì)產(chǎn)生一定的影響。同時(shí)由于W-CDMA在開發(fā)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題較多，使得W-CDMA的商用計(jì)劃一再推遲，所有這些問(wèn)題都使得W-CDMA已不像兩年前那樣被廣泛看好。如果W-CDMA不能盡快進(jìn)入運(yùn)營(yíng)階段，也不能排除原GSM運(yùn)營(yíng)商直接采用HDR技術(shù)提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并過(guò)渡到全面使用cdma2000技術(shù)的可能。(三)TDD-CDMA(HCR TDD和LCR TDD)

TDD-CDMA包括兩種制式，即歐洲提出的TD-CDMA(ITU標(biāo)準(zhǔn)中稱為高碼片速率TDD，HCR TDD)和中國(guó)提出的TD-SCDMA(ITU標(biāo)準(zhǔn)中稱為低碼片速率TDD，LCR TDD)。

HCR TDD最早由西門子公司提出，主要是針對(duì)解決微蜂窩和微微蜂窩覆蓋的技術(shù)方案。但由于技術(shù)和資金等方面的原因，西門子已逐漸放棄其HCR TDD的研究和開發(fā)，而轉(zhuǎn)入與大唐合作開發(fā)TD-SCDMA。因此事實(shí)上TDD-CDMA的標(biāo)準(zhǔn)只剩下TD-SCDMA。

TD-SCDMA是由我國(guó)的大唐集團(tuán)在原SCDMA技術(shù)上提出的一種TDD技術(shù)方案，并希望能夠用于支持從微微蜂窩至宏蜂窩的各種應(yīng)用環(huán)境。TD-SCDMA中使用了大量的先進(jìn)技術(shù)，如智能天線技術(shù)和聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)等。所有這些技術(shù)以及TDD的組網(wǎng)方案都還未在其他系統(tǒng)中得到較好的運(yùn)用，因此與W-CDMA相比，TD-SCDMA更不成熟，也更需要時(shí)間進(jìn)行驗(yàn)證。

在標(biāo)準(zhǔn)中，智能天線技術(shù)和聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)均為可選擇使用的技術(shù)，但如果不采用這兩項(xiàng)技術(shù)，TD-SCDMA的系統(tǒng)容量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于cdma2000系統(tǒng)。除了這兩項(xiàng)技術(shù)本身需要驗(yàn)證外，由于使用這兩項(xiàng)技術(shù)，還使得基站間的同頻覆蓋變得較難解決，如不解決同頻覆蓋問(wèn)題，則TD-SCDMA的系統(tǒng)容量也將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于cdma2000系統(tǒng)。

另外，在使用了智能天線技術(shù)、聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)和TDD技術(shù)后，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方面也與其他系統(tǒng)存在較大的差異，幾乎沒(méi)有可借鑒的經(jīng)驗(yàn)，這也給TD-SCDMA的大規(guī)模商用設(shè)置了不小的障礙。

TD-SCDMA除空中接口技術(shù)外，高層沿用了W-CDMA的協(xié)議棧，只是針對(duì)物理層的改變作了適當(dāng)?shù)男薷?。TD-SCDMA是一種時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)，在復(fù)用策略上與W-CDMA存在較大的差異，因此沿用W-CDMA復(fù)雜的MAC層方案可能會(huì)產(chǎn)生比W-CDMA更多的問(wèn)題，這些問(wèn)題在無(wú)線資源管理和優(yōu)化上會(huì)顯得尤為突出。因此TD-SCDMA需要更大的投入來(lái)解決這些問(wèn)題。

由于TD-SCDMA是時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)，所以從技術(shù)的角度來(lái)看，GSM/GPRS的核心網(wǎng)絡(luò)和高層協(xié)議更適合于TD-SCDMA，而不是3GPP的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和高層協(xié)議。因此西門子和大唐也提出了TD-SCDMA over GSM(TSM)的技術(shù)方案，但該方案現(xiàn)在還未得到運(yùn)營(yíng)商的廣泛認(rèn)可。如果排除系統(tǒng)推出時(shí)間上的問(wèn)題，TSM與EDGE相比應(yīng)該有較大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

由此可見(jiàn)，在所有的3G技術(shù)方案中，cdma2000技術(shù)較為成熟，具有最好的系統(tǒng)性能和最強(qiáng)的適用性，而且從2G向3G的過(guò)渡方案也是最平滑的，因此，cdma2000系統(tǒng)較W-CDMA和TD-SCDMA會(huì)最早投入商業(yè)運(yùn)行。HDR技術(shù)是最成熟的基于微蜂窩和宏蜂窩的數(shù)據(jù)接入解決方案，并且能夠滿足運(yùn)營(yíng)商和用戶的全部需求，現(xiàn)已開始技術(shù)試驗(yàn)，相信2002年底即可投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。