浅谈城市轨道交通车地无线通信系统中LTE技术的应用
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【摘 要】目前，LTE技术已经能被运用于城市轨道交通领域，进而体现了LTE技术特有的实时性、安全性与抗干扰性，确保轨道车辆能够维持平稳的运行。作为全新的无线接入技术手段，LTE技术对于实时性的轨道交通信号可以进行精确的收集，并且具备优良的无线抗干扰特性。因此，对于车地无线通信的重要轨道交通系统而言，技术人员需要明确LTE技术的基本特性，结合城市轨道交通现阶段的通信需求来布置相应的无线通信系统。
【Abstract】At present， LTE technology has been applied in the field of urban rail transit， which further reflects the real time， safety and anti-interference characteristic of LTE technology to ensure the stable operation of rail vehicles. As a new wireless access technology， LTE technology can accurately collect real-time rail transit signals and has excellent wireless anti-interference characteristics. Therefore， for the important rail transit system of vehicles wireless communication， technicians need to clarify the basic characteristics of LTE technology and arrange the corresponding wireless communication system based on the communication requirements of urban rail transit at the current stage.
【關键词】城市轨道交通;车地无线通信系统;LTE技术;应用要点
【Keywords】urban rail transit; vehicle wireless communication system; LTE technology; application point
【中图分类号】U285.2 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2019）11-0192-02
【作者简介】张晓峰（1984-），男，吉林长春人，工程师，从事轨道交通通信系统运营维护管理研究。
1 引言
作为现阶段的全新移动通信技术来讲，LTE技术着眼于无线接入框架的重新构建，确保无线通信网络整体可以达到最佳的系统演进性以及低时延的特性。对于城市轨道交通而言，运用车地无线通信系统能够保证实时性的车辆信号传输，因此，具有维持轨道车辆安全运行的重要意义[1]。具体在运用LTE的无线通信技术手段时，关键在于结合当前的轨道交通行车状况予以正确判断，并且需要保证精确的轨道车辆信号传输，以便于地面系统随时接收当前的轨道车辆状况信息。
2 LTE技术的基本特征
对于长期演进技术可以缩写为LTE，该技术结合了多输入多输出（MIMO）技术以及正交频分复用（OFDM）技术，在此前提下体现为更快的信息传输速率与更高的频谱效率[2]。同 时，LTE技术可以实现灵活的频谱分配，对于新增的无线通信频段能够予以有效的支持，从而实现了明显提升系统覆盖规模与无线通信容量的目标。
具体对于车地无线通信的轨道交通网络来讲，运用以上的无线通信方式能够保证最低的系统通信时延，并且还能用于实现更广的通信媒体覆盖范围与更快的无线传输速率。对于车地无线通信的重要通信领域目前应当着眼于构建演进性能良好的无线接入模式，结合多输入多输出、正交频分复用以及自适应调制编码等各种不同的无线通信手段，最终确保达到明显优化网络通信整体性能的宗旨与目标[3]。在无线通信方式作为支撑的前提下，车地无线通信网络可以保证可靠与平稳的网络信号传输，同时具备了更好的系统抗干扰特性。
3 车地无线通信系统的总体设计思路
首先是保证安全的轨道通信数据传输。LTE的全新网络通信框架对于鉴权技术能够予以有效地利用，进而体现了最大化的信息传输效率，并且达到了保障轨道通信安全的目标。在LTE的网络框架下，非法用户不再能够随意侵入无线通信网络。从网络可靠性的角度讲，运用LTE技术至少应当保证同时投入两个不同的工作节点，确保达到双节点的良好运行效果，对于节点故障导致的无线通信误差可以做到切实予以避免。
其次是适应多样的城市轨道运营环境。城市轨道运营如果要始终维持平稳性与安全性，则需要应对多变并且复杂的轨道运营环境。对于车地通信系统为了保证其达到较好的网络适应性，那么目前关于引进LTE的无线通信手段就是要做到适应多样的轨道运营状况，确保车辆运营环境与车辆设备之间具有良好的匹配程度。
最后是构建实时性的信息传输网络。车地无线通信网络必须具备良好的实时性特征，如此才能体现实时性的无线信息传输效果，以便于技术人员做到随时控制当前的轨道运营状况。具体在传输无线视频时，基本思路在于构建流畅与清晰的视频传输网络，对于潜在的通信节点故障风险予以彻底的消除。
图1 LTE车地通信系统
4 LTE技术运用于城市轨道交通车地无线通信系统的具体要点
城市轨道通信的基本需求以及LTE技术之间必须达到较好的匹配性，如此才能体现最大程度的无线通信运营效益，对于安全的轨道通信运营予以有效保障。对于轨道交通的特殊领域而言，無线通信系统本身具备明显的系统复杂性，进而体现了较大的网络传输控制难度。为了实现最大化的网络通信传输效益，那么现阶段对于LTE技术主要应当体现如下的技术运用要点。
4.1 选择合适的无线通信布置方案
技术人员对于车地无线通信系统如果选择了LTE技术作为重要的技术支撑，那么关键前提就在于选择灵活的通信系统布置模式。具体在区分各类不同的无线通信传输方案时，首先需要区分差异性的无线传输内容。
相比而言，如果选择了完全独立的双网运行方式，那么首先需要保留必要的网络通信冗余，以便于承载综合性的网络传输信息。在独立的网络运营方式下，对于各类不同的网络通信信息都能做到独立予以传输，通信网络之间不会产生显著的相互影响。为了达到隔离各类不同传输业务的目的，那么对于路由设置也要确保独立性。因此可见，运用双网冗余的模式可以达到灵活的带宽分配效果，并且还能够保留备份网络，运用以上的网络通信方式来体现最大化的轨道交通运营效益。
4.2 共用多个轨道交通的通信业务平台
共用多个轨道通信业务平台的做法符合了现阶段的城市轨道运营基本需求，从而达到良好的车地通信效果。即便是处于小区边缘的特殊通信节点，应当也可以接收实时性的轨道运营信号。并且从系统时延的角度来讲，通过搭建共用的轨道通信平台可以缩小至5ms以内的传输信息延时。
4.3 保障轨道运营的平稳与安全
LTE技术目前已经可以支持标准化的多种接口协议，运用混合组网的方式来实现对于各类不同传输设备的支撑，因此，体现了较好的组网灵活特征。从网络移动性的角度来讲，来自3GPP技术的LTE无线通信方式可以实现同时接入多个高速运营网络的目标，对于良好的网络通信移动性予以有效的保证。通过引进LTE技术，轨道运营系统应当可以保证平稳性与安全性。
5 综合承载的车地无线通信技术及其应用前景
未来在发展车地无线通信的技术手段时，主要应当着眼于综合承载系统的构建，确保无线通信系统能够达到综合承载PIS、CCTV、专用无线以及CBTC的效果。在此前提下，对于CCTV与PIS信息传输相结合的无线通信主要应当致力于PIS信息的下行承载以及CCTV信息的上行承载运行方式相结合，并且对于LTE网络应当选择非冗余的单一网络方式。
为了保证安全的轨道运营状态，那么对于构建LTE的网络通信框架至少需要引进专用频率技术、多级算法与其他相关技术，在此前提下保证了更广的通信距离覆盖以及更强的网络移动性。运用LTE的通信技术手段还能达到更宽的上下行网络带宽，进而体现了清晰度较高的网络视频特征，通过灵活运用多种无线通信手段相结合的方式来达到良好的车地通信效果。
6 结语
经过分析可见，LTE技术相比于城市轨道通信领域的原有技术方式而言，其本身具备更好的系统可维护性、抗干扰性、移动性以及灵活的组网特征。目前对于LTE技术如果能正确运用于现有的轨道交通体系，则可以通过配置专用性的网络通信频段方式来实现针对外界通信干扰的切实避免。同时，用户对于多样的组网方式能够进行充分的筛选，并且LTE的轨道通信网络可达350km/h的最高移动速度。在此前提下，目前关于构建车地无线通信系统有必要引进LTE的全新技术手段，从而保证体现最佳的无线网络通信效果。
【参考文献】
【1】许红珍.无线通信技术在轨道交通通信与信号业务中的应用[J].中国新通信，2019，21（15）：1-2.
【2】叶川.LTE技术在城市轨道交通CBTC系统中的应用[J].信息与电脑（理论版），2017（07）：175-177.
【3】赵彦芳.LTE技术在城市轨道交通车地无线通信系统中的应用探索[J].天津建设科技，2016，26（02）：78-80.
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