城市轨道交通无线通信系统的最新进展.ppt

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1、上海大学通信与信息工程学院上海大学通信与信息工程学院 城市轨道交通无线通信系统的最新进展一、思考题一、思考题1 1、同频干扰的解决方案？、同频干扰的解决方案？2 2、越区切换的主要问题？、越区切换的主要问题？3 3、漏泄电缆的损耗如何计算？、漏泄电缆的损耗如何计算？4 4、简述地铁无线电通信系统。、简述地铁无线电通信系统。一、蓬勃发展的城市轨道交通一、蓬勃发展的城市轨道交通上海市：上海市：20052005年年9 9条轨道线，总长条轨道线，总长260km260km20202020年年1717条轨道线，总长条轨道线，总长800km800km一、蓬勃发展的城市轨道交通一、蓬勃发展的城市轨道交通上海市

2、：上海市：20052005年年9 9条轨道线，总长条轨道线，总长260km260km20202020年年1717条轨道线，总长条轨道线，总长800km800km7LINES一、蓬勃发展的城市轨道交通一、蓬勃发展的城市轨道交通上海市：上海市：20052005年年9 9条轨道线，总长条轨道线，总长260km260km20202020年年1717条轨道线，总长条轨道线，总长800km800km14LINES一、蓬勃发展的城市轨道交通一、蓬勃发展的城市轨道交通上海市：上海市：20052005年年9 9条轨道线，总长条轨道线，总长260km260km20202020年年1717条轨道线，总长条轨道线，总

3、长800km800kmLONDON,14LINES一、蓬勃发展的城市轨道交通一、蓬勃发展的城市轨道交通上海市：上海市：20052005年年9 9条轨道线，总长条轨道线，总长260km260km20202020年年1717条轨道线，总长条轨道线，总长800km800km7LINESM8M8R4R4R3R3M7M7M5M5M6M6M1M1L3L3R1R1L4L4L2L2L5L5R2R2L1L1M3M3M4M2M2上海市轨道交通规划图光纤基站SDH设备无线通信系统无线通信系统漏泄电缆漏泄电缆调度中心交换机分路器天线FDD（频分双工）下行：F1上行：F1=F1+45MHzF1，F1：一对频点SDH设备

4、电话票务无线电电力二、轨道交通无线电通信系统的构成无线通信系统组成无线通信系统组成：列车调度子系统公安子系统紧急呼叫子系统停车场、车辆段管理子系统设备维修子系统数据传输数据传输：控制中心与车载台之间，停车场、车辆段与车载台之间传输呼叫、紧急呼叫、故障等信号。呼呼 叫叫：一般呼叫（选呼、组呼、全呼）呼叫优先呼叫优先：呼叫级别：呼叫级别：普通呼叫：高级呼叫：紧急呼叫：无线系统功能无线系统功能直接通话直接通话：转接通话转接通话：司机间，值班员_司机 公安值班员间 停车场维修人员间国内外城市轨道交通无线通信系统最新进展国内外城市轨道交通无线通信系统最新进展常规无线电通信信道的使用（1、2号线）：频点专

5、用模拟集群无线电通信信道的使用（3号线）频点公用数字集群无线电通信信道的使用（4号线以后）频点公用，TDM 时分复用，FDD数字集群无线电通信组成虚拟专网基站基站基站交换机交通调度台公安调度台消防调度台集群GSM用途指挥调度无线电话频率450M,800M900M,1800M工作方式半双工双工联网本网与市话互联用户公交、公安、团体个人费用高低实时性好差集群移动与蜂窝移动的比较三三、国国内内外外城城市市轨轨道道交交通通无无线线通通信信系系统统最最新新进进展展TETRATETRA数字集群系统数字集群系统Trans European Trunked Radio System泛欧集群无线电系统Terre

6、strial Trunk Radio System全球集群无线电系统TETRA系统结构系统结构TETRA系统结构系统结构TETRA系统结构系统结构TETRA在设计可用于在150MHz900MHz，380MHz400MHz10MHz收发间隔400MHz420MHz10MHz收发间隔450MHz470MHz10MHz收发间隔 870MHz933MHz45MHz收发间隔FDD频分双工TDMA时分多址TETRA系统结构系统结构TETRATETRA数字集群无线电通信系统数字集群无线电通信系统频谱效率高：频谱效率高：l4个逻辑信道l25KHz信道间隔l36Kbps传输速率l28.8Kbps净数据速率l每个

7、信道7.2Kbps。抗干扰能力强：抗干扰能力强：易于加密，加密方式多。业业务务能能力力强强：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。多多用用户户群群使使用用：一个硬件无线电系统上设置多个“虚拟网”四、单条线路无线系统组网方案四、单条线路无线系统组网方案1 1、单基站方式单基站方式单基站方式单基站方式车辆段公安调度员防灾调度员列车调度员接口设备发射机E/OO/E光纤列车接收机O/EE/O光纤漏缆无线移动电话交换机电分路器电合路器O/EE/OPABX2 2、单条线路无线系统组网方案、单条线路无线系统组网方案多基站多基站推荐方案推荐方案多基站加光纤直放站多基站加光纤直放站直放站

8、直放站直放站直放站多基站加光纤直放站方式（多基站加光纤直放站方式（1拖拖3）公安调度员列车调度员车辆段线路调度中心2*64K2*64K2M2M2M2M2M防灾调度员光纤无线数字移动交换机数字基站电分，合路器E/OO/E列车PABXE/OO/El技术难题技术难题1：同频到达时间差：同频到达时间差T=4.9us/kml+3.8 us/kmx-3.8 us/km(l x)=1.1 us/kml+7.6 us/kmx其中l=2km,x=1km,则T=9.8us 7us(TS/4)：产生多径干扰解决：减少x，增加延迟线O/EE/O基站SDHSDH交换机A站B站控制中心x列车方向越区检测点切换结束点切换开

9、始切换开始4s4s6dB6dB切换区间F2F2F1F1普通缆衰减缆技术难题技术难题2：越区切换连续性：越区切换连续性越区切换的条件：1、F1小于限定值：开始搜索F2 2、F2场强大于F1 6dB：开始切换 3、切换时间4s后,F2工作。结论：1、采用衰减漏缆，减少了切换区间，但有可能4s内断线 2、建议采用衰减接头列车方向越区检测点切换结束点切换开始切换开始4s4s6dB6dB切换区间五、全市无线系统组网方案五、全市无线系统组网方案方案：1、集中控制式分区分配2、分散控制式按线路分配核心问题：1、同频干扰同频基站有一定间隔2、频点分配上海市分配地铁4对频点M8M8R4R4R3R3M7M7M5M

10、5M6M6M1M1L3L3R1R1L4L4L2L2L5L5R2R2L1L1M3M3M4M2M2集中控制频点规划全市轨道交通无全市轨道交通无线通信系统组网线通信系统组网方案方案全市轨道交通无全市轨道交通无线通信系统组网线通信系统组网方案方案推荐方案结论：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。技术难题技术难题3 3：公安无线通信系统与地铁系统互联：公安无线通信系统与地铁系统互联现 状：两级无线电通信系统。第一级

11、：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、不能互通解 决：与地铁无线电系统的互联互通 （科委重点项目）技术难题技术难题3 3：公安无线通信系统与地铁系统互联：公安无线通信系统与地铁系统互联TETRA Inter-System Interface(ISI)基站分路器SDH设备调度中心交换机调度中心交换机？公安地铁TETRA系统互联互通最新进展2003年12月欧洲三国互联（MOTOROLA&NOKIA）TETRA系统互联互通最新进展2003年12月欧洲三国互联（MOTOROLA&NOKIA）TETR

12、ASystemVendor ATETRASystemVendor BGatewayGatewayGatewayInterconnection技术难题技术难题3 3：消防无线通信系统的互联互通：消防无线通信系统的互联互通现状：现状：350M模拟集群通信系统 全市的公安网，配备到值勤民警。问题问题：地上地下不能互通趋势趋势：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mmmmmm六、六、无线电信号在漏泄电缆中的传输无线电信号在漏泄电缆中的传输ENDENDENDEND用于GSM系统ENDENDEND表1 RCT6-CPUS 系列漏缆的插入损耗与耦合损

13、耗插入损耗：与长度成正比。安德鲁公司的英寸RCT6-CPUS系列漏缆的典型值如表1。在800M频带，其插入损耗Attenuation为2.8dB/100m。Li(d)=2.8dB/100m d耦合损耗：以2m距离为准计算。工程上，漏缆场强的计算采用相对法，即由2m处的耦合损耗A为准，推算任意处的损耗。Lc(D)=klgD/2+A 其中A由表1中的Coupling Loss给出。K在自由空间取20，在隧道环境考虑到信号迭加可以取1015。系统场强计算(上行)：接收场强Pr=Pt-Li-Lc-Lj-Lz其中手机输出功率1W:Pt=30dBm (10lg1W/1mW)Li(d)=2.8dB/100m 600m=12.6Lc=72接头损耗Lj=12（跳线、接头等）障碍损耗Lz=12?所以Pr=30-12.6-72-12-12=78.6要求基站接收电平：Pr-100dBm余量：78.610021.4ENDEND技术难题4：列车交会时的弱场强10-30dB？实验结果：新的挑战新的挑战_上海磁悬浮列车通信上海磁悬浮列车通信1.穿越隧道穿越隧道38GHz 500km/h 多径效应？多径效应？2.漏缆通信漏缆通信_电磁干扰，多普勒效应电磁干扰，多普勒效应3.系统改造系统改造863计划计划 沪杭高速沪杭高速 TETRA?GSM-R?专用系统？专用系统？列车信号无线传输？列车信号无线传输？END