无线通信系统在城市轨道交通中的应用谢汉超

谢汉超

（广东经纬天地科技股份有限公司广东珠海519000）

摘要：在当前我国交通系统的发展中，城市轨道交通的有效构建处理比较重要的一个方面，为了确保其具备理想的安全性和可靠性，加强对于通信方面的高度关注可以说是比较核心的必要条件，其中无线通信系统的有效构建和处理就需要引起足够关注，促使其能够在实际操作过程中落实得较为流畅，最终也就能够充分提升其对于整个城市轨道交通系统的管理和协调控制效果，避免其出现更大的问题和隐患，对于其实施发展有着重要的现实意义。

关键词：轨道交通；无线通信；系统应用

当前国内轨道交通通信系统一般采用WALN（无线局域网技术），但实际应用时很难适用于快速移动的环境，而且在信号切换过程中，数据传输稳定性比较差。而TD—LTE技术采用专用频段传输，数据传输稳定性和安全性均比较高，逐渐被应用于轨道交通通信建设中，因此，对该项技术的应用要点进行详细探究至关重要。

1无线通信现状

无线系统为轨道交通的快速发展起到了重大历史作用，已成功地使用了很多年，但是也逐渐暴露了一些问题和不足：（1）WLAN技术由于没有良好的QOS保障机制，无法保证各种业务的优先级调度，综合业务承载能力差。建设3套独立的无线通信系统，增加了项目投资造价，同时也增加了后续设备维护的工作量以及轨旁设备复杂度，降低了设备的可靠性和可用性。（2）TETRA无线集群系统，只能提供语音和短数据等窄带业务，不能提供多媒体和宽带业务。（3）目前无线网络工作在开放频段，随着宽带无线网络的普及，个人用户广泛使用该频段，干扰源日益增多，无线干扰问题严重影响了轨道交通的安全运营。（4）WLAN技术移动性能差，WLAN并非针对高速移动开发的技术，当列车移动速度达到120km/h以上时，面临高速移动下误码率急剧增加的问题。（5）WLAN的发射功率低，覆盖范围小，一个AP的覆盖范围大概为200m，列车在高速移动时，车载无线设备会频繁发生漫游切换，频率的切换易造成无线通信数据延时、丢失和中断。

2TD—LTE技术概述

TD—LTE网络结构主要是由CN（核心网）以及U—TRAN（无线接入网）所组成的，其无线网络结构通过分组交换的具体运行模式，突破了传统网络规划的架构模式，大大提升了传输速度。在此变化过程中，LTE无线网络结构不仅在无线数据结口方面得到了良好的改进与完善，而且在整个网络运行系统中通过EPC这一分组交换的核心网络，构建了科学的EPS演进分组系统。与此同时，分组交换核心网EPC与E—UTRAN一同结合实际的网络业务有效释放IP承载数据流以及建立用户的请求架构。3G以及2G网络都属于分层架构的部署形式，因此这一网络架构的网络节点较多，准备发送或从天线发射的网络信号解调主要依靠BTS和NodeB，然后经过解调处理的射频信息进行重传或纠错处理。在此结构中，很多不同的BTS或NodeB都受到BSC和RNC的控制，这两大结构的主要任务是负责及控制BTS、NodeB基站中的数据交换以及信令传输，并通过对无线网络资源的管理，从而将其与CN相连接。同时，TD—LTE无线网络主要采用了扁平化以及单节点的网络结构，能够有效减少数据和信息的网络传输路径，缩短数据信息的传输周期。

将TD—LTE技术应用于网络规划中，其优势是：①TD—LTE技术采用蜂窝同频组网技术，根据这项技术的特点，即使在网络覆盖是处于满负荷还是空载的情况，仅受到邻近地区的同频信号干扰，而GSM终端仅受到相邻小区的同频干扰，这样干扰信号不容易被高层建筑物遮挡。②TD—LTE网络覆盖规划需要基站的布局结构与业务的需求，相匹配才能发挥最大的作用。如果基站与业务的实际不相匹配，则会导致小区信号吞吐不均匀信号受到影响。

3无线通信系统的实际应用

漏缆设置TD—LTE应用MIMO技术，可以对空间资源进行有效利用，从而有效提升通信系统的稳定性。城市轨道的运行环境比较特殊，因此，为了保证系统可靠性，一个隧道区间应设置2条漏缆实现区间覆盖，每条漏缆同时承载A、B网信息，当一根漏缆出现问题时，另外一根漏缆还可以继续发挥作用。通常情况下，双漏缆覆盖区间既可以新设2条漏缆，也可共享其他系统漏缆，以降低投资成本、节约空间资源。但在城市轨道交通线路中，出于管理及使用机制方面的考虑，基本不采用与移动运营商共用漏缆，而与专用无线TETRA系统共用漏缆存在以下问题：专用无线TETRA系统的工作频段为800MHz，该系统漏缆已经于公安350MHz无线通信系统共用，因此，若再与1800MHz频段合用，频点跨度较大，会降低漏缆传输性能；同时信号频率越高，传输距离越短，每个RRU的小区覆盖半径约为600M，专用无线TETRA基站小区覆盖半径约为1300M，与1800MHz合用漏缆，中继断点增多，增加专用无线TETRA系统信号合路及接头等损耗。

4通信技术在城市轨道交通中的发展方向

4.1通信技术的标准化

当前，由于没有一个统一的生产标准，让目前的通信技术设备有较大的差异，让其在工业应用中会产生较大的出入，兼容性和共享性差。因此，在今后的城市轨道交通发展中，需要制定较为统一的标准，让其进行标准化的生产，并且要将共存性考虑在内。

4.2通信系统的协调兼容

在通信技术的应用发展中，必然会让其在现有技术的基础上更加高效、更加稳定、更加安全，更加兼容，并且其覆盖范围也要不断地扩展。与Wimax（微波存取全球互通WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess)融合，支持高速、移动接入。其次，现场总线的无线传输的可行性正在评估，无线通信技术将会和现场总线技术更加紧密结合。

4.3通信技术的应用范围扩张

随着城市轨道交通的进一步推进，通信技术的进一步发展，通信技术的应用范围将会更加广阔，交通智能化以及设备监控等等领域进行应用。会让通信技术内部的有线和无线通信有机结合。目前通信技术中的无线通信和有线通信将会在不断地发展中相互融合，作为城市轨道交通中的重要技术而走向结合发展的道路。

总之，进行无线通信技术的应用，对城市轨道交通进行革新和完善，对于完善城市轨道交通系统，刺激行业改革，提高行业发展效率都有着极大的现实意义。通信技术作为城市轨道交通中的重要一环，还有着许多的发展空间，虽然笔者在文中对通信技术的应用进行了初步说明，但是由于认知的局限性，一些观点和看法还比较浅显，希望能够引起一些专家学者的重视，能够让通信技术得到进一步的突破，让城市轨道交通得到更好的发展。

参考文献：

[1]杜宇.无线通信中轨道角动量传输特性建模研究[D].宁夏大学,2017.

[2]乔立国.LTE技术在轨道交通车地无线通信系统中的应用研究[D].苏州大学,2016.

[3]李景虎.TETRA技术在城市轨道交通无线通信系统中的应用[J].电信快报,2008(01):8-10+17.