地铁热区通信.PDF

地铁热区通信 1 2 谭玉平 陈相宁 1 2 （ 南京地铁工程建设指挥部 南京 210008, 南京大学电子科学与工程系，南京 210093） 摘要：本文提出了一种地铁热区移动通信方案。该方案网络包括地铁车厢热区和站台热区两部分无线 局域网组成，之间通过泄漏同轴电缆互联，并通过站台热区接入互联网和公众移动网络，具有可靠性 高、系统伸缩性强、实施成本低等特点，能够在满足地铁行车调度通信的同时，支持乘客访问互联网 和其它移动网络，具有广泛的应用前景。 关键词：地铁移动通信，热点通信，热区通信，第三代移动通信 前言 自 WiFi 无线局域网技术提出以来，“热点通信”就一直是通信界关注的热点。早在 1998 年就有Boingo Wireless、T-Moblie 等企业开始尝试在咖啡屋、机场等地区建立热点通信区，提供有偿无线局域网接入， 随后 ATT、Verizon 等传统电信运营商也积极跟进。截至 2009 年 8 月，ATT 和 Verizon 均已在全球部署 了超过 12 万个热点通信区[1]，新兴互联网企业 FON 通过贡献共享在欧洲建立起了超过 5 万个通信热点。 国内不仅移动[2]、联通和电信[3]纷纷涉足，甚至民营企业也积极参与其间。例如伙聚联合网络服务有限 公司[4]就以共建共享的方式，建立了覆盖北京大部分酒吧和咖啡厅的热点通信网。 传统的“热点通信”主要分布于酒吧、机场等客户可以长时间舒适等候的环境。然而随着传统电信运 营商的强势进入，热点逐渐扩展成为热区，无线局域网与移动电话网开始融合，WiFi 技术已逐渐成为了第 三代移动通信技术的重要补充，移动通信技术和运营格局都正在经历一场巨变。地铁环境也正在成为下一 个移动通信进入的新热点。 地铁轨道交通具有客运能力强、受气候条件影响小、高速准点便捷的特点，是世界各大城市扩张城市 规模、缓解居民交通压力的首选大众交通工具。一条运营良好的地铁线系统，经常长时滞留着数以十万计 的城市人口。提供地铁环境下的移动通信保障[5]已经成为地铁建设的共识。构建融合公众移动通信和互 联网通信[6,7]的地铁热区通信，符合第三代移动通信的发展方向。 传统地铁通信系统 传统的地铁通信以列车行车调度为主要任务，机车司乘人员或机车电台与地面控制中心之间只需要低 速通信。这样的地铁通信系统一般由无线集群通信子系统、光纤传输子系统、泄漏电缆传输子系统、程控 电话子系统、路站监控子系统等构成。主要设备包括行车控制中心设备、专用集群系统设备、网络传输与 视频监控设备、机车和手持电台等。 这种配置下的系统能够满足地铁运营维护所需的内部控制中心和工作人员之间的两两相互通信要求。 例如调度员的调度信息可以经控制中心传至集群无线基站，或经光缆分发至各车站中继器，由中继器馈送 至全线泄漏电缆辐射出去，使机车和手持电台均能收到来自调度员的信息。手持台等移动终端发出的信息 可由泄漏电缆接收后，经中继器放大、光缆汇集至基站，再由基站经控制中心提交给调度员。 实际上地铁隧道中铺设的泄漏同轴电缆具有数百兆的通信带宽，仅用于传输低速调度信号很浪费。如 果将它用作承载其他无线系统射频信号的辐射天线，利用率可以大大提高。如果将它设计成综合移动通信 的专用传输信道，将能发挥出最大的效用。 热点与热区通信 热点通信是最小的无线局域网通信。它通常设置在酒店、机场、宾馆和咖啡厅，使用一个无线接入点 AP（Access Point）向所在营业场所的顾客提供无线信号接入。这个 AP 的基本服务区半径通常只有几十 米范围，所以称为热点。AP 本身通过有线网络连接互联网，为热点区域提供互联网服务。 热点通信的多个基本服务区可以通过分配网络构成扩展服务集，这样服务范围就从一个孤立的热点扩 展成一个相对较大区域的热区，服务能力也从固定无线接入发展成热区范围的无线移动接入。高校首先建 起了这样的无线热区，并且能够覆盖整个校园。只需要驾车驶近校园区域，就可以通过校园无线热区免费 访问互联网。一些机场、酒店和咖啡厅出于差异化竞争的考虑，也纷纷自建无线局域网通信热点，并逐渐 融合成较大的无线通信热区。 地铁车厢热区 热点通信是一种典型的无需许可证的内部网络通信服务，地铁运营单位可以自由建设。 可以用很低的成本为每节地铁车厢建立通信热点，实