摘要:提出一種基于分布式無線通信系統構架和高級信元網絡技術的寬帶地鐵綜合業務通信系統。該系統具有設計可靠性高、系統伸縮性強、施工方便、便于提供新業務等特點，能夠在滿足地鐵行車調度通信的同時，支持廣播電視、移動通信、無線多媒體等綜合業務，具有廣泛的應用前景。

關鍵詞:無線電通信;地鐵通信;高級信元 1 地鐵通信系統的現狀 傳統的地鐵通信系統一般由無線集群通信子系統、光纖傳輸子系統、中繼器加泄漏電纜傳輸子系統、程控電話子系統、路站監控子系統等構成，用于地鐵列車的指揮和運營管理。調度員發出的信息經控制中心及無線移動交換機傳至集群基站，基站發出的信息通過光纜傳送至各車站中繼器，由中繼器將信號放大后饋送至全線泄漏電纜輻射出去，使列車司機、車站值班員、手持臺持有者均能很好地收到來自調度員的信息。列車司機、車站值班員、手持臺持有者發出的信息由泄漏電纜接收后傳送至中繼器，中繼器將信號放大后經光電轉換設備、光合路器與光纜相連，通過光纜將信息傳送至基站，再由基站經控制中心及無線移動交換機傳至調度員。這種配置下系統能夠滿足工作人員之間的兩兩相互通信要求，但沒有考慮到對公眾無線和蜂窩移動通信系統的支持，已經不能適應現代地鐵運營環境的要求。 為此，移動通信運營公司和地鐵運營公司采取一系列的措施，向乘客提供移動通信服務。但由于缺乏統一規劃，各自為政，形成了地鐵內有多個網絡系統設備和傳輸天線或電纜的局面，這不僅增加了施工難度，而且重復建設的費用巨大。對于新建地鐵系統而言，如何以較低的成本代價建設高質量的地鐵通信系統，成為系統規劃時需要解決的重要問題。 我們提出一種綜合了最新技術的分布式無線通信技術和高級信元網絡技術的綜合地鐵通信網絡系統，完全可以實現在地鐵內享受業務多樣、話音清晰、圖像流暢、綠色無害的通信服務。 2 分布式無線通信系統DWCS和高級信元傳輸ACT 理論研究表明多天線系統的容量遠大于單天線系統，而本文提出的分布式天線系統是多天線理論在系統網絡結構層面的一種有效應用。分布式無線通信系統[1]DWCS(distributedwirelesscommunicationsystem)將蜂窩系統中的基站簡化為收發天線和信號轉換裝置，天線之間用光纖連接，天線的設置與用戶密度相對應:在用戶密度低的地區，可以減少天線數目，類似于現有蜂窩系統，在用戶密度較高的地區，則采用較大的天線密度，降低各天線的發射功率，形成分布式接入系統。分布式天線系統中各天線的收發信號處理是在處理單元(分布式或半分布式)而不是在天線處進行的。 DWCS的最大特點是采用分布式結構和處理方法實現無線通信系統。在系統的結構上，傳統的移動通信系統采用蜂窩結構，一個地區被劃分成多個小區，每個小區設立一個中心基站和天線，負責覆蓋整個小區，而在DWCS系統中，多根天線分布在一個地區的不同位置，負責向所有用戶收集和發送無線信號，所有信號由分布式處理單元統一處理，因此完全打破了傳統的蜂窩結構，可以解決在高傳輸速率、高業務質量和高通信容量情況下，蜂窩小區結構容易崩潰的危險。 分布式概念的另一層含義是處理單元的分布性，即由多個網絡處理器分別負責天線信號的處理。這樣易于引入并行計算，解決高速通信中集中處理計算復雜度高的問題，同時增加系統的可靠性。高級信元傳輸ACT(advancedcelltransfer)協議是一組面向連接的傳輸層網絡協議。與ATM相比，它具有兩個突出特點:一是多級信元長度，二是增強服務質量保證，能夠克服現有ATM網絡的缺點，解決了目前網絡發展存在的問題，具有廣闊的應用前景。 高級信元傳輸網絡借鑒了IP和ATM網絡中的合理經驗，能夠在現有的硬件條件和網絡應用技術下，使網絡在服務效率、服務質量和安全性等多方面得到保證，并能夠與現有的IP網絡兼容。 3 基于DWCS和ACT的現代地鐵綜合通信系統 現代地鐵通信系統應該是一個集列車指揮運行、地鐵運營管理、地鐵環境公眾服務和各種信息傳遞于一體的“綜合傳輸網”，囊括GSM網、CDMA網、GPRS和WAP上網、調頻廣播、無線尋呼、無線局域網甚至數字電視、移動多媒體，是一個高可靠、易擴充、組網靈活、并能傳遞語音、數據和視頻等各種信息的綜合業務數字通信網。

地鐵綜合通信系統將網絡傳輸與業務應用相分離，以實現對多種不同業務的支持。其應用模型如圖1。基礎通信設施包括時鐘、電源、無線、有線等公用設施。利用這些公用的基礎通信設施，可以構建高級信元傳輸和交換網絡，實現網絡尋址和傳輸服務質量保證。其上的公務電話、公眾電話、客服系統、票務系統、監控報警子系統等虛擬專用通信子系統，則使用高級信元網絡提供的傳輸能力提供相應的業務服務。 首先考慮無線系統。目前技術均采用無線基站接入，差別僅在于無線信號輻射方法。一種是使用直放站驅動多根天線，延伸基站天線信號覆蓋范圍。這種方案設計簡單、初期安裝費用較為低廉;但系統通用性較差，升級維護困難，天線數目多且安裝復雜，容易形成信號盲區。另一種是使用泄漏同軸電纜，作為信號輻射和檢測的天線，通過調整輻射衰減，可以適應不同的現場環境。泄漏電纜天線的工作帶寬可以涵蓋GSM、CDMA以及未來的3G通信的頻段，甚至包括FM、DAB等廣播頻段和視頻信號;泄漏電纜可以懸掛在隧道兩側，施工簡便，但成本較高。

5 結束語 分布式無線系統和高級信元網絡技術的出現，使得現代地鐵綜合通信系統可以將地鐵通信系統劃分成基礎通信設施和專用通信服務系統兩部分來設計，基礎通信設施為通信服務系統提供數據傳輸服務，通信服務系統使用統一的通信接口接入基礎通信網絡，根據需要提供各種專門的通信服務。這種設計可靠性高、系統伸縮性強、便于提供新業務，可以提供最大限度的系統擴展能力。