LTE技術城市軌道交通無線通信論文(共3476字).doc

1、LTE技術城市軌道交通無線通信論文(共3476字)1引言我國城市軌道交通隨著經濟發(fā)展和科技進步，正在不斷的建設和開拓，當前已進入快速發(fā)展階段，其舒適度和安全性成為社會各界十分關注的一個重要問題。當前乘客并不滿足于少量單一類型的聲音和文本信息等服務，為了滿足廣大乘客的需要并吸引更多的乘客，城市軌道交通建設迫切的需要提高自身信息化服務的水平；國外城市軌道交通頻繁出現惡性事件，這就要求地鐵和列車都要有相應的監(jiān)控設施，以保證城市軌道交通現場的情況能夠被清晰記錄并及時傳達，這就需要較高速率的傳輸通道來滿足車載視頻信息的傳送。由此可以看出，為了確保城市軌道交通的管理工作和服務質量的高水平，城市軌道交通對于

2、車地無線通信系統(tǒng)提出了較高要求。2無線傳輸技術介紹城市軌道交通車地無線通信系統(tǒng)作為車輛和地面之間進行信息傳輸的通道，可為視頻監(jiān)控系統(tǒng)和乘客信息系統(tǒng)提供車站和車輛之間，乃至控制中心之間的無線傳輸媒介，是一種傳輸網絡的延伸。除此之外，車地無線通信系統(tǒng)還要求具有較高的可靠性，支持列車在運行速度達到80km/h或者比其更高速度之下的視頻信息和多媒體信息的可靠傳輸，整個系統(tǒng)進行實時傳輸過程中應能有效的避免黑客和非法信息的侵入，確保整個信息播出時的安全和可靠。當前主要的無線傳輸技術主要有以下幾種：（1）TETRA、GSM、CDMA：這幾種為非常成熟的無線傳輸技術，應用較為廣泛，但是，這三種技術對于車地無線

3、通信系統(tǒng)來說，都滿足不了其所要求的傳輸速率。TETRA其上行速率大約為幾kb/s，下行速率大約為幾十kb/s，GSM和CDMA的運行速率大致相同，其上行速率和下行速率分別為十幾kb/s和幾十kb/s。（2）3G的傳輸速率與CDMA、TETRA、GSM相比，其在數據的傳輸速率方面已經有了大幅度的提高，在低速運行狀態(tài)時的下行速率可以達到幾百kb/s，上行速率可以達到幾十kb/s；靜止狀態(tài)下的下行速率甚至可以達到2Mb/s。盡管如此，3G的傳輸速率仍然不能滿足車地無線通信系統(tǒng)的需求。（3）TRainCom-MT是德國得力風根公司專有的車地無線通信技術，其應用領域主要是面向城市軌道無線通信技術，其也是

4、為了城市軌道車地無線交通系統(tǒng)特別研制和發(fā)明的。其可以支持高速移動環(huán)境下，車地雙向無線通信最高達到16Mb/s的傳輸速度。TRainCom-MT作為一項非標轉化的無線傳輸技術，此系統(tǒng)的協(xié)議并不具有開放性，因此，整個系統(tǒng)相關的升級、二次開發(fā)與維護都需要依賴技術的開發(fā)部門和持有公司，即該項技術只能由德國得力風根公司進行，因此，也就決定其具有較差的市場維護和選擇性。（4）WLAN作為一項寬帶的無線傳輸網絡技術，與其他技術相比，具有寬帶化、網絡化等優(yōu)勢。其目前具有的標準也多樣化，例如，其具有802.11a，其工作頻段在5.8G，傳輸的速度一般也可以達到54Mb/s，具有干擾較少的特性，除此之外，一般在5

5、.8G頻段的無線傳輸技術具有非免費開放的特點，因此需要進行申請；802.11b，其工作頻段在2.4G，傳輸速度一般最高能達到11Mb/s；此外，802.11g其工作頻段也在2.4G，其主要采用了OFDM調制技術，其數據傳輸速度同樣可高達54Mb/s。WLAN作為一種寬帶無線傳輸網絡系統(tǒng)，雖然具有較大的通道帶寬，但是其覆蓋范圍不能滿足車地無線通信系統(tǒng)的需求，軌道AP在直線隧道一般每隔二百米就需要進行無線網路設置，導致系統(tǒng)切換和調制較為頻繁；同時，與公用WLAN技術采用相同的頻段也使得其安全性無法得到有效保障。（5）WiMax（802.16），即802.16無線域網，其已在2007年10月成為新的

6、3G標準中的一員，當前其主要具有802.16d固定寬帶無線接入標準和802.16e支持移動特性的寬帶無線接入標準。802.16無線域網采用了未來通信技術OFDM、OFD-MA、MIMO、AAS等先進技術，OFDM、MIMO、AAS，OFDMA也是未來通信技術的發(fā)展方向，其最高可達到70Mbps的傳輸速度，數據傳輸的距離也達到了50km，除此之外，還具有應用頻道較寬、Qos制度完善、業(yè)務豐富靈活、頻譜利用較高、靈活分配寬帶等優(yōu)勢。盡管如此，WiMax技術還是存在高速移動中無法達到無縫切換的最大問題；同時，受制于產業(yè)鏈的發(fā)展緩慢等因素，都使得WiMax技術并未得到廣泛的推廣和應用。（6）LTE無線

7、傳輸技術，其主要是3G技術的不斷演進和改善，其也是當前3G和4G技術的過渡階段，作為3.9G的全球無線標準，其在市場上受到了極力的推廣，大部分國內外的廠商也對LTE技術給予很大的期望。其主要是改進和增強了當前3G中的空中接入技術，同時也是目前眾多無線傳輸技術之中，少數幾個引入OFDM和MIMO概念的技術之一。與3G相比，其還具有延遲降低、極高數據傳輸速度、分組傳送、向下兼容和光域覆蓋等技術上的支持和優(yōu)勢，因此，也被作為3G向4G的主流技術的轉變，主流運營商一般也都采取LTE技術標準。因此，通過對比以上幾種目前較為成熟的無線傳輸技術，分析得出目前LTE無線傳輸技術應用在城市軌道交通車地無線通信技

8、術中，能夠提高信息的傳輸速度，實現大數據量信息的共享，完善并解決了車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)實時數據傳輸難的問題，有效保障了信息的及時性和可靠性。3LTE技術在城市軌道交通車地無線通信系統(tǒng)中的應用為了從根本上解決城市軌道交通車地無線通信系統(tǒng)中的干擾問題，保證數據通信不斷的穩(wěn)定工作和系統(tǒng)的可靠，只能通過采取優(yōu)秀的無線通信技術來達到技術上的解決和完善。工作者根據對城市軌道交通車地無線通信系統(tǒng)的相關研究發(fā)現，城市軌道交通無線通信系統(tǒng)主要具有：高效的數據業(yè)務傳輸效率、較低的數據業(yè)務傳輸延遲、較高的可靠性、良好的移動性能等特點。LTE技術主要應用在城市軌道交通車地無線通信系統(tǒng)中，具有如下的特點：（1）LTE系統(tǒng)采

9、取了扁平化的組織方案，具有較為簡化的組織網絡結構，因此，減少了網元的數量、系統(tǒng)的可靠性也較高。（2）LTE技術的數據頻譜的利用率也較高，數據業(yè)務速率也較強，優(yōu)于TETRA、WIFI、GSM-R等技術。（3）LTE技術系統(tǒng)扁平化的組織結構，也有效的縮短了兩端之間的傳輸效率，使得信息及時傳輸，更加滿足了城市軌道交通信息傳輸的實時性和共享性，能夠滿足城市軌道交通車地無線通信系統(tǒng)的應用需求。（4）LTE技術可支持列車移動速度達到350km/h的移動傳輸性能，而目前城市軌道交通行車一般不會超過100km/h的速度，否則會導致移動數據傳輸性能下降，但是LTE技術卻避免了此項不足，使得移動狀態(tài)下，也能較好的

10、進行數據傳輸，同時也為未來列車提速創(chuàng)造了有利條件。（5）LTE技術還具有頻譜較為靈活的特點，可以適應不同大小頻率的頻譜分配，使其在不同頻譜中進行分配和部署。車地無線通信技術在隧道中都設置有天線，也可以采用商用的通信泄漏電纜實現信號覆蓋。隧道內的單個RRU覆蓋可以達到1.2km，提供更為穩(wěn)定的覆蓋面積。而通過多個RRU共小區(qū)，可以減少由于更新和切換，導致的信息傳輸的延遲和抖動，甚至丟失的情況，保證城市軌道交通高速度切換下帶寬和頻率的穩(wěn)定。4結語LTE無線傳輸技術使用專用的頻段，并且具有較強的抗干擾性，可以共享商業(yè)所使用的通信系統(tǒng)的泄漏電纜，并且其施工也較為容易，與其他無線傳輸技術相比，其施工難度小，且未來可以承載更多的管理和服務。但是，其存在的缺點主要是LTE無線傳輸技術在城市軌道交通無線通信系統(tǒng)建設的初期投入較大，單條線路建設性價比相對較低