一、5号线无线集群通信系统组成介绍

北京地铁五号线南起宋家庄，北至天通苑北，全线长27.78km，设车站22座、控制中心1个、车辆段1个、停车场1个。地铁线路包括地下和地上两段，其中地下线路位于宋家庄停车场到惠新西街北口区间，全长16.9km，地下段为上行、下行双洞隧道，沿线车站全部为地下站，共16座地下车站（宋家庄站～惠新西街北口站）；地上线路位于大屯路东到天通苑北区间，全长10.88km，沿线车站为地面车站或高架车站，共6座地面车站。控制中心设在小营，车辆段设在太平庄，停车场设在宋家庄。

地铁专用无线通信系统采用800兆MOTOROLA Dimetra TETRA数字集群设备，是地铁五号线内部无线用户之间进行高效通信联络的手段。无线通信系统覆盖上述全部地铁线路、沿线各车站的站台和站厅、车辆段和停车场，保证列车运行全程没有通信盲区，为调度员、列车司机、车站值班员、车辆段和停车场内的无线用户提供话音通信和数据通信。无线通信系统由交换控制中心设备、网管设备、调度台、基站、漏泄同轴电缆、用户台、接口设备、光纤直放站等主要设备组成。见图1。

无线通信系统采用星形网络结构，数字集群交换控制设备安装在小营控制中心设备机房内，基站通过传输系统提供的通道接入交换控制中心。本系统共设置19套集群基站，其中在16个地下车站每站设置1套集群基站，地面区域在宋家庄停车场、立水桥车站、太平庄车辆段各设置一套集群基站，完成对全线车站、区间、车辆段及停车场的无线场强覆盖。

二、5号线弱场区间发现的过程

近期，我公司多次接到地铁司机关于车载电台使用情况的反馈，问题集中表现在立水桥南站-北苑路北站区间车载电台经常发生呼不通或者通话断续的情况。我公司对存在问题的区段进行了反复的勘查，发现在本区间从5号线跨越五环路的高架桥到易初莲花超市大约几百米的地铁正线存在信号弱的现象。

本区段信号覆盖方式如下：大屯路东站安装有某品牌无线集群通信系统光纤直放站远端机一台，直放站远端机输出一路收发共用信号通过1/2英寸射频同轴电缆经过二公分器分成两路，两路信号通过7/8英寸射频同轴电缆引至位于车站北侧铁塔顶部的两幅定向天线，实现南北两个方向的信号覆盖（向南覆盖至大屯路东站-惠新西街北口站的地面部分，向北与安装在立水桥站的MOTOROLA EBTS基站铁塔对应实现立水桥站-大屯路东站四个站和三个区间的信号覆盖）。

在关掉大屯路东站的光纤直放站远端机后，信号弱的区段不增反减，这是典型的同频干扰的现象。光纤直放站近远端机的工作原理如图2所示，EBTS基站输出端口与射频耦合器连接，耦合器取用一小部分功率送至光纤直放站近端机，大部分射频功率送往与基站连接的天馈系统。由于光纤直放站远端机只是再现了基站的射频信号，由于存在传输时延，信号的相位会发生改变，当同样频率在同一地点重叠覆盖时会造成信号幅度的衰减，严重时会造成通信盲区。

三、设备调整和测试的方法

首先我们用MOTOROLA MTP850集群手持电台进行呼叫试验，并通过手台自带的场强测试功能确认当时光纤直放站远端机工作正常，机房内靠近铁塔一侧的窗户边的信号大约是-60dBm，且手持台之间呼叫正常，声音清晰。通过调整光纤直放站近端机的输出增益旋钮改变远端机的输出功率后，测试人员使用手持台乘坐5号线在大屯路东站-立水桥站之间观察场强覆盖的数值并进行呼叫试验。

1.  首先将某品牌数字式通过式功率计串入到直放站远端机输出端口（使用通过式功率计的输入端），测量其输出功率。将原来接入到远端机的1/2英寸同轴电缆接到通过式功率计的输出端，通过式功率计自带的屏幕能够显示测量到的射频功率值和电压驻波比。此功率计使用交流供电，在整个测试调整过程中一直保持开机。在初始状态下，通过式功率计测得的光纤直放站远端机输出端的功率是4.5W左右，后经调整使输出功率设置为3W实现了较好的覆盖效果。

2.  使用MOTOROLA SCOUT场强测试软件进行信号覆盖测试。该软件通过无线终端设备作为接收单元，将信号的强度和信令连续记录在电脑上，同时支持外接GPS接收器记录经纬度。北京地铁的MOTOROLA集群系统每年每条线都要定期测试一次，测试结果保存以便将来对比，当发现局部地区场强覆盖出现异常时会随时测试。本次测试为了最大限度降低金属车体对手持台接收信号的屏蔽效果，我们在列车司机室进行了测试。以下是两次测试的结果对比，图3为前期调查时测试的结果，图4为调整当天测试的结果。

四、总结

本次信号覆盖优化工作经过了多次现场勘查，并通过技术手段精确测定了弱场区域。解决问题的思路从认定设备发射功率不够造成信号覆盖不好转变为怀疑是同频干扰造成区间信号抵消，并通过关闭直放站远端机进行试验，确认了在关闭远端机后，原来的弱场区间变短了。这给我们在其他线路解决类似问题提供了好的思路。

参考文献

[1] 北京地铁5号线通信维护规则（技术标准）

[2] 中华人民共和国电子行业标准（SJ/T 11228-2000）《数字集群移动通信系统体制》