地铁无线通信中LTE技术的应用

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【摘要】随着科学技术的全面发展，LTE技术在地铁无线通信中的应用也逐步广泛。论文主要针对lte技术在地铁无线通信系统中的应用进行分析，并提出了相应的优化措施。

【关键词】LTE技术;地铁;无线通信;应用

1引言

在地铁通信系统中LTE技术的应用十分常见。不仅具备高带宽、低时延、广覆盖、QOS保证和高速移动性的技术优势，而且还不需要对称频谱，得到了政府的支持，专网频段。但依旧需要结合多方面的因素对LTE技术进行相应的分析，最终达到理想的通信效果。

2LTE无线通信在地铁中的应用基础

2.1地铁中无线通信需要完成的任务

（1）通过对车厢内的监控来提高列车运行的安全性；（2）通过车载的PIS业务以及车内的宽带接入业务，提高乘客出行体验；（3）通过车内的无线通信系统承载列车列控信息，做到对列车状况的实时控制。根据以上3个方面的需求，对LTE技术与地铁需求做了匹配。

2.2LTE技术与地铁需求的匹配度

1）LTE技术标准设计的目标：在宽带的要求上，上下行宽带要求拥有灵活的配置，必须支持常用频率；降低系统延时，降低周边干扰，增加小区覆盖范围；在系统的结构上，要变得简单化。2）安全运营：（1）要使用多级QoS算法；（2）要使用专用的频率，要拥有专业的抗干扰技术；（3）要做到高移动性、远距离覆盖以及无缝切换。3）平台共用：CCTV、CBTC及PIS要做到集群通信多业务共平台。4）定制化服务：对于不同频宽配置方式要做到能满足其不同的需要，对于不同的业务也要进行灵活的配置，满足其需求。

2.3LTE技术对相关位置的基础设备要求

（1）控制中心。在控制中心应该放置LTE的核心设备，并和PIS系统相连，同时设置路由保证业务的隔离性。（2）车站设备。在大区间内设置RRU设备，使LTE基站能够与控制中心连接。（3）列车设备。地铁的车头和车尾接入TAU，使得地铁能够接收控制中心的图像信息以及能够上传地铁内的监控视频等[1]。

3LTE技术在地铁无线通信中应用优势

LTE技术主要具有2大优势：具有抗干扰的技术和具有高移动性。其具体的应用优势主要表现在以下2个方面。

3.1LTE技术的抗干扰性

LTE在抗干扰方面有着比较完善的技术：（1）从干扰的检测上来看，LTE技术能够保证对信道频域的变化进行及时的跟踪，并能够快速做出响应；（2）在干扰的控制上，LTE技术拥有比较完善的功率控制机制，能对整个网络进行有效的控制；（3）LTE技术拥有比较完善的编码、重传、干扰抑制合并机制以及拥有毫秒级的调度机制。

3.2LTE技术的高移动性

LTE技术在移动性方面也要优于Wi-Fi，后者的覆盖范围较小，比较适用固定的场所，而地铁在运行时是处于一个移动的状态，此时，LTE技术就能够满足运行中地铁的需要，因为它采用的是无缝切换算法和远距离的覆盖，这就使得其具有高移动性，能够满足地铁运行时也能连接网络。

4LTE技术的5大设计原则

LTE技术有5大设计原则。（1）可靠性原则。CBTC信号系统要求任何节点都是两份，够保证出现意外时，不受影响[2]。（2）安全性原则。主要是能够保证数据的安全，使其不受到攻击。（3）实时性原则。能够实时对车辆进行控制，在数据的传输上也能够做到实时。（4）高带宽原则。在传输视频时，要保证高清从而需要高带宽。（5）环境适应性原则。对于无线的覆盖，要充分考虑周边的环境能够满足乘客的需求。

5LTE技术在地铁无线通信中的综合应用

5.1LTE的信道应用

LTE网络需要完成CBTC+CCTV+PIS综合承载，在进行承载工作准备的过程中，需要注意以下3个方面的问题：（1）A、B双网冗余，双网完全独立，并行工作，互不影响。（2）A网承载双向CBTC，上行CCTV，下行PIS，分配较大带宽。（3）B网只承载双向CBTC信息作为备份网络；分配较小带宽。其交通信道的相关参数如表1所示。

5.2LTE的接收性能

在列车运行的过程中，信号的接收质量会有一定的变化。经过测试和分析，相同接收功率时，LTE技术可支持的列车速度明显高于平均接收速度，LTE技术具有更高的灵敏度。除了要做好信号的接收工作之外，还需要做好GPS接收的设计工作，时钟同步是系统设计的一个要点。

6LTE技术应用于CBTC的探讨

6.1LTE技术的安全机制

地铁通信在进行LTE技术的应用时，要做好安全密钥的生产与相互认证，以保证系统的安全性。安全密钥的设置工作也是非常重要的一个部分。在之前的分析中，可以知道，LTE技术的传输效率以及工作性能都比Wi-Fi要高，可以更好地满足CBTC的安全性要求。

6.2LTE技术的时延

总体上来看，LTE技术的传输速度非常快，那么对于时延方面的要求，也就不会太高。在当前的地铁使用情况下，一定要对时延指标进行严格的控制，以满足网络传输的效率，以及信号接收的及时性，保证地铁无线通信的质量，满足地铁通信的要求。

7结语

LTE技术能够有效地提升地铁无线通信系统的应用效率。在进行LTE技术的整体应用过程中，可以结合实际情况，对其无线通信系统进行相应的优化。并采用多种方式让LTE技术能够安全地应用于无线通信系统之中，让地铁无线通信系统的效率得到全面性的提升。

【参考文献】

【1】于振.轨道交通无线通信系统覆盖及干扰问题研究[J].中国新通信，2015(18):56-57.

【2】李德胜.地铁无线通信抗干扰性研究[J].军民两用技术与产品，2014(7):45-47.

作者:杜彪 葛华 单位:河北远东通信系统工程有限公司