康旭

摘要：本文將在LTE的車地無線通信基礎(chǔ)上，對LTE技術(shù)的應用優(yōu)勢進行詳細分析，并對該技術(shù)在地鐵信號系統(tǒng)中的應用進行系統(tǒng)闡述，最后對本文做出了概括性的總結(jié)。

關(guān)鍵詞：LTE技術(shù);車地無線通信技術(shù);地鐵信號系統(tǒng);應用

1.LTE技術(shù)的應用優(yōu)勢分析

1.1LTE技術(shù)擁有完備的抗干擾機制

在WLAN技術(shù)的應用中，采用的是免費的的2.4G頻段，針對性較低，因此在工作使用中常常無法避免其他信號的設(shè)備的干擾。而LTE技術(shù)，它所使用的傳輸頻段是專有性的1。8G頻段，系統(tǒng)內(nèi)部具有完善的抗干擾性能，能夠在使用當中極大程度的減少外部信號對它的干擾。

1.2LTE技術(shù)移動適應性強

WLAN技術(shù)所研發(fā)的最終目標是針對賓館、辦公場所，因此它的可移動性較差，不適用于高速運行的地鐵。LTE技術(shù)則是一種專門的針對地鐵研發(fā)的一種無線傳輸系統(tǒng)，它的移動性能強，能夠適應每小時350千米的高速移動速度。經(jīng)過在上海的磁懸浮列車上的應用，充分可以證明LTE技術(shù)完全可以適應地鐵高速運行的狀態(tài)和要求[1]。

1.3覆蓋面廣

WLAN技術(shù)的覆蓋面較小。幾乎每隔200米就需要設(shè)置一個無線AP，而LTE技術(shù)的覆蓋范圍較廣，它所覆蓋的區(qū)域可達1千米以上，這在地鐵無線傳輸系統(tǒng)的設(shè)置上，不僅大大節(jié)約了成本，還能夠減少地鐵軌道旁的設(shè)備布設(shè)，同時，該技術(shù)的應用，還有利于后期的運營和維護。

1.4智能化程度高

在地鐵無線通信系統(tǒng)上，LTE技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)一部終端多個功能的服務項目。比如通過一個終端就可以實現(xiàn)地鐵上語音、數(shù)據(jù)、和視頻的多重效果，這種應用方式，大大提升了地鐵等行業(yè)的作業(yè)效率及其安全可靠性。

2.LTE的車地無線通信技術(shù)在地鐵信號系統(tǒng)中的應用

在D市的3號地鐵線上，就是運用的LTE車地通信技術(shù)建設(shè)的車地無線通信系統(tǒng)，當前，它所應用的業(yè)務是基于通信的列車自動控制系統(tǒng)，簡稱CBTC。

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

在D市的地鐵3號線的車地無線通信系統(tǒng)構(gòu)造中，AB型的紅藍雙網(wǎng)冗余架構(gòu)設(shè)計，在該架構(gòu)中，分別含有一套基站系統(tǒng)和一套核心網(wǎng)絡。使用該種類型的無線通信設(shè)計方式，能夠?qū)崿F(xiàn)對沿線軌道以及行車區(qū)域的信號全覆蓋。

2.2紅藍雙網(wǎng)無線資源分配方案

在我國的城市軌道中，專用的無線網(wǎng)絡傳輸頻率為1785到1805兆赫，帶寬為20兆赫。而D市3號地鐵線一共申請到8到10兆赫，其中被用到紅網(wǎng)的頻率資源為5M，剩余部分則被用于B藍網(wǎng)。在CBTC列車控制信息的平均承載上，后期如果要實現(xiàn)綜合性承載的話，紅網(wǎng)將承載5M的帶寬資源[2]。

2.3地鐵無線網(wǎng)絡的覆蓋分析

在D市3號線項目信號系統(tǒng)的覆蓋分析方面，其中的無線網(wǎng)絡采用的是漏纜覆蓋形式，這種覆蓋形勢的抗干擾能力較強。但是在有部分線路上，無線信號的覆蓋方式并不理想，其主要受影響區(qū)域為線路曲線超高區(qū)域。為了改善這一情況，達到信號覆蓋的輕度要求。將采用專用的通信系統(tǒng)和CBTC-B系統(tǒng)統(tǒng)一使用一根漏纜的形式，來滿足漏纜敷設(shè)的設(shè)計高度。在試車線和地鐵出入段，將全部采用漏纜進行信號覆蓋。對于部分不適合漏纜覆蓋的區(qū)域，如室內(nèi)、隧道口、列檢庫等，可以采用定向天線進行覆蓋。在地鐵正線區(qū)域，可以在A/B紅藍雙網(wǎng)上分別設(shè)置一套核心網(wǎng)和網(wǎng)管。試車線 與培訓中心的A/B紅藍雙網(wǎng)分別各設(shè)置一套小型核心網(wǎng)，共四套小型核心網(wǎng)。并且，在基站劃分中，可以將單個基帶處理單元和最多6個的射頻拉遠單元劃分為1個基站?；鶐幚韱卧木W(wǎng)絡線路分布上，可以通過范圍網(wǎng)連接到骨干網(wǎng)，然后再通過相應的光纖與射頻單元進行連接，在射頻單元之間，它們最大的間距可以達到1311米，考慮到一定 的設(shè)計余量，D市地鐵 3 號線按照單個基帶處理單元覆蓋不超過1.2km的設(shè)置原則來布放基帶處理單元和射頻單元。

2.4 車載網(wǎng)絡設(shè)計車載網(wǎng)絡包括車頭駕駛室網(wǎng)絡和車尾駕駛室網(wǎng)絡兩部分。如圖2所示，車頂鯊魚鰭天線、車載TAU、交換機 等構(gòu)成一套單端駕駛室網(wǎng)絡系統(tǒng)。這些所有的車載設(shè)備均可通過兩個獨立的以太網(wǎng)連接在一起，構(gòu)成CBTC數(shù) 據(jù)通信子系統(tǒng)。從而確保在車載設(shè)備單端故障的情況下，車地無線通信仍能可靠工作而不對列車正常運行造成影響。

2.5 時鐘同步TDD雙工方式依靠時分設(shè)計控制通道是上傳還是下載，決定了其對 時鐘同步有著更高的要求。D市地鐵3號線LTE網(wǎng)絡采用GPS作為主選時鐘方案，IEEE1588V2作為備選時鐘方案。當主時鐘源、輔時鐘源都故障時，基站以內(nèi)部時鐘作為同步時鐘源，可保證24小時內(nèi)時鐘同步。

結(jié)束語

通過以上分析，我們對LTE的車地無線通信技術(shù)已經(jīng)有了初步了解，對它本身的應用優(yōu)勢也已經(jīng)有了全新的認識，并對LTE的車地無線通信技術(shù)在地鐵信號系統(tǒng)中的實際應用進行了深度解剖。從LTE通信技術(shù)與WLAN技術(shù)的對比分析中我們可以看出，LTE通信技術(shù)在地鐵運行上的應用具有獨特的優(yōu)勢，它完全能夠完成地鐵線路的全覆蓋，并且能夠完全適應地鐵運行的最高速度。

參考文獻

[1]黃宇.LTE技術(shù)在成都地鐵車地無線通信網(wǎng)絡中的應用研究[D].四川：西南交通大學，2015.

[2]施運濤，廖夢婕.TD-LTE應用于CBTC車地通信系統(tǒng)的可行性研究[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2014，11（6）：47-50.