李倩

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LTE技術(shù)在鐵路的應(yīng)用與可行性初步研究

李倩

天津七一二通信廣播股份有限公司，天津 300462

LTE技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)運(yùn)用得非常普遍了。LTE技術(shù)包括TD LTE技術(shù)和LTE FDD技術(shù)。首先簡(jiǎn)單介紹了LTE技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程和我國(guó)鐵路無(wú)線通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀，然后主要闡述了LTE技術(shù)在鐵路應(yīng)用的可行性策略。

LTE技術(shù)；鐵路通信系統(tǒng)；TD；LTE技術(shù)；LTE；FDD技術(shù)

1 LTE技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程

LTE技術(shù)指的是移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)，它逐漸從3G系統(tǒng)不斷向前演進(jìn)，已經(jīng)出現(xiàn)了4G，現(xiàn)在已經(jīng)在研究5G的運(yùn)用了。LTE技術(shù)的飛速發(fā)展是我們每一個(gè)人都能親身感受到的。LTE技術(shù)包括TD-LTE技術(shù)和LTE-FDD技術(shù)。這兩項(xiàng)技術(shù)也可以說是它的核心部分。當(dāng)然LTE技術(shù)的核心還有MIMO多輸入和多輸出技術(shù)、OFDM正交頻反復(fù)用，最大限度地提升寬帶利用率、Turbo編碼解碼減少了誤碼率等技術(shù)。LTE技術(shù)在人們口中也被稱為3.9?G，他具有100?Mbps數(shù)據(jù)下載速度的能力，在一定程度上加快了信息的傳遞。同時(shí)LTE技術(shù)也解決了人民群眾所關(guān)注的問題，比如LTE技術(shù)減少了瀏覽網(wǎng)頁(yè)所等待的時(shí)間，提升了數(shù)據(jù)的速率，加快了技術(shù)的運(yùn)行。LTE技術(shù)改善了系統(tǒng)容量，提供了更多的運(yùn)用空間。LTE技術(shù)也降低了運(yùn)營(yíng)成本，達(dá)到了成本效率的最大化[1]。

2 我國(guó)鐵路無(wú)線通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀

改革開放以來(lái)，隨著科技信息技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)的鐵路已經(jīng)在飛快發(fā)展。我國(guó)的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)在世界中崛起并快速發(fā)展。為了跟隨時(shí)代的發(fā)展，鐵路無(wú)線通信系統(tǒng)也在不斷向前發(fā)展中。鐵路無(wú)線通信系統(tǒng)主要是為了調(diào)節(jié)、控制以及管理鐵路的通行量，保持列車運(yùn)行的暢通，協(xié)調(diào)列車的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，提高鐵路的列車運(yùn)行效率，同時(shí)保證出站的人們和列車上人們的安全。現(xiàn)在鐵路通信系統(tǒng)運(yùn)用的是IP技術(shù)，功能非常多并且非常全，IP技術(shù)也已經(jīng)覆蓋了全國(guó)。鐵路無(wú)線通信系統(tǒng)建立了專業(yè)信息資料庫(kù)，拓展了網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，實(shí)現(xiàn)鐵了路數(shù)字化信息管理[2]。

3 LTE技術(shù)在鐵路應(yīng)用的可行性策略

3.1 LTE技術(shù)的創(chuàng)新

20世紀(jì)90年代初鐵路的通信系統(tǒng)采用的是GSM技術(shù)。隨著科技的不斷發(fā)展，火車的速度不斷提升，對(duì)鐵路通信方面的要求也逐漸提高。21世紀(jì)初，出現(xiàn)了LTE技術(shù)，因?yàn)橹笆褂玫腉SMR通信技術(shù)不能適應(yīng)現(xiàn)階段的通信，GSMR在技術(shù)的發(fā)展以及創(chuàng)新方面沒辦法繼續(xù)提升，現(xiàn)在手機(jī)設(shè)備采用的都是移動(dòng)的通信設(shè)備，下一代的通信技術(shù)主要采用LTE鐵路通信，但是這項(xiàng)技術(shù)還不是非常完善，在使用中還存在很大的局限性，所以在技術(shù)方面還需要不斷創(chuàng)新，積極解決我國(guó)現(xiàn)階段的鐵路通信系統(tǒng)出現(xiàn)的問題。隨著科學(xué)的進(jìn)步，LTE摒棄了之前的碼分多址技術(shù)，采用最新的正交頻分多址的技術(shù)。這在技術(shù)方面是一個(gè)巨大的改變。多天線的技術(shù)使得傳輸模式更加多樣化。

3.2 改善TD-LTE的不足

TD-LTE的技術(shù)手段雖然得到了提升，但仍然存在一些難題未能得到很好的解決，如TD-LTE對(duì)于移動(dòng)的支持較差。科技發(fā)展非常迅速，現(xiàn)階段的高速鐵路的時(shí)速可以達(dá)到300?kM/h，這一速度還在不斷增長(zhǎng)，對(duì)鐵路的通信要求也相對(duì)有所提升。人們根據(jù)TD-LTE的特點(diǎn)采用大頻率發(fā)射設(shè)備，可以減少對(duì)信號(hào)的影響；或者增加基站的個(gè)數(shù)，減少TD-LTE對(duì)于移動(dòng)性的影響[3]。TD-LTE在信號(hào)的覆蓋能力方面效果不是很好。信號(hào)在傳輸時(shí)可以加大設(shè)備的發(fā)射功率，且信號(hào)向集中方向傳播時(shí)會(huì)增強(qiáng)信號(hào)的覆蓋能力；在信號(hào)傳播的過程中，采用遞進(jìn)式的方法給信號(hào)增加動(dòng)力可以加大覆蓋率。信號(hào)的傳播環(huán)境也非常重要。環(huán)境差會(huì)降低信號(hào)的傳播速率，使鐵路通信出現(xiàn)相應(yīng)的延遲。在這種情況下，就需要集中傳輸信號(hào)，對(duì)信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出在多大的功率、環(huán)境情況以及基站等條件下得到的信號(hào)是最佳的，怎么樣才能使得信號(hào)在較短的時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)搅硪环健D-LTE在技術(shù)方面還應(yīng)該不斷完善，并進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)，最終得到一個(gè)能夠完全適應(yīng)鐵路通信的TD-LTE技術(shù)。

3.3 TD-LTE技術(shù)與LTE-FDD技術(shù)相融合

TD-LTE和LTE-FDD在通信技術(shù)方面都具有很多優(yōu)點(diǎn)，可以采用某種方式將兩種通信恰當(dāng)?shù)厝诤显谝黄?，形成一種新型的適應(yīng)鐵路通信的技術(shù)[4]。TD-LTE在使用方面非常靈活，可以很好地使用不對(duì)稱的業(yè)務(wù)，也能適應(yīng)鐵路的上下行業(yè)務(wù)，在頻段上還可以使用非對(duì)稱頻段，不用再申請(qǐng)相應(yīng)的頻段。信道也可以互易，即使在列車快速行駛的條件下仍然不會(huì)降低信號(hào)的性能。在TD-LTE的知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面，我國(guó)占據(jù)著主導(dǎo)地位。LTE-FDD的信號(hào)傳輸能力和覆蓋能力都好于TD-LTE，將兩者的優(yōu)點(diǎn)互相結(jié)合，并進(jìn)行組網(wǎng)研究，測(cè)試克服其中的缺點(diǎn)，使新型技術(shù)具備兩者的優(yōu)點(diǎn)，最終在信號(hào)傳輸上獲得突破。

4 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)經(jīng)濟(jì)一直在飛速發(fā)展，同時(shí)也帶動(dòng)了鐵路的發(fā)展?，F(xiàn)在交通越來(lái)越便利，乘坐高鐵、火車的人數(shù)也在不斷遞增，工作人員為了保證乘客們旅途愉快，把LTE技術(shù)運(yùn)用到鐵路上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，讓工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。數(shù)字化系統(tǒng)的接入，便捷了信息的傳遞，也保證了列車的有序。對(duì)LTE技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，改善TD-LTE的不足，把TD-LTE技術(shù)與LTE-FDD技術(shù)融合運(yùn)用到鐵路管理中，不僅優(yōu)化了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使列車運(yùn)營(yíng)更加順暢，而且進(jìn)一步提升了通信服務(wù)的質(zhì)量。

[1]王海龍.LTE技術(shù)在鐵路應(yīng)用的可行性初步研究[J].鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)，2014，10（4）：1-5.

[2]王迎春，付文剛，楊居豐.基于LTE技術(shù)鐵路調(diào)度通信系統(tǒng)研究及應(yīng)用[J].鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)，2016，52（7）：75-78.

[3]巢晉杰.基于鐵路專用寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)（LET-R）完整統(tǒng)一的鐵路調(diào)度通信模式的特點(diǎn)分析[J].城市軌道交通研究，2014，17（7）：129-131.

[4]韓悌濤，余振國(guó)，李杰.TDLTE技術(shù)在多業(yè)務(wù)集群系統(tǒng)無(wú)線通信技術(shù)以及應(yīng)用[J].鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)，2016，52（5）：74-77.

Preliminary Study on Application and Feasibility of LTE Technology in Railway

Li Qian

Tianjin 712 communications and broadcasting Co., Ltd., Tianjin 300462

LTE technology has been widely used in China, LTE technology, including TD LTE technology and LTE FDD technology.This paper first introduces the development of LTE technology and the status quo of China’s railway wireless communication system, and then mainly elaborates the feasibility of LTE technology in railway application strategy.

LTE technology; railway communication system; TD LTE technology; LTE FDD technology

TN929.5

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李倩（1985—），女，漢族，天津人，本科學(xué)歷，職稱為工程師，研究方向?yàn)楣こ碳夹g(shù)、通信及廣播電視。單位為天津七一二通信廣播股份有限公司 郵編為300462。