趙蕊

摘要：TD-LTE技術(shù)有著穩(wěn)定性好、抗干擾能力強、帶寬大等特點，可以高效滿足軌道交通高速運轉(zhuǎn)下的信息傳遞要求，能夠很好的保證信息傳遞穩(wěn)定性。同時該技術(shù)為小型化的核心網(wǎng)，投資成本低，有利于進一步的商業(yè)推廣。技術(shù)的成熟，TD-LTE無線集群系統(tǒng)、多平臺聯(lián)合使用在城軌無線通信系統(tǒng)中起到了非常好的效果，未來TD-LTE技術(shù)在城軌應用方面會越來越多，越來越廣泛。

關(guān)鍵詞：TD-LTE;無線通信技術(shù);軌道交通

引言

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)作為基礎(chǔ)技術(shù)，起著至關(guān)重要的作用?！癟D-LTE”也可以成為“中國的4G技術(shù)”，同時也成為我國發(fā)展“5G”的基礎(chǔ)性技術(shù)。在3G時代，歐洲的WCDMA、美國的CDMA2000是市場的主導。但是隨著我國對于“TD-LTE”技術(shù)的研發(fā)、推廣，4G和5G時代實現(xiàn)了彎道超車。因此在我國必須要推廣TD-LTE無線通信系統(tǒng)的應用，不僅僅是市場需求，更是我國通信發(fā)展之需要。軌道交通作為我國公共交通體系的主要組成部分，其運行質(zhì)量直接影響我國工農(nóng)生產(chǎn)。如何加強TE-LTE無線通信系統(tǒng)在軌道交通方面的應用成為了研究熱點。

一、TD-LTE無線通信系統(tǒng)簡述

LTE標準時3GPP標準化組織在為3G技術(shù)演化升級制定的，后來LTE技術(shù)發(fā)展超過了預期研發(fā)，不斷的演化升級成為4G標準，LTE根據(jù)雙工方式的不同，劃分為LTE-TDD和LET-FDD。其中“LTE-TDD”就是我們所述的“TD-LTE”，二者差異不大，超過90%的技術(shù)重復度。在諸多標準制定方面，二者也是保持一致。但是TD-LTE最初主要是我國在推廣運營，在4G時代開始顯現(xiàn)威力，為5G發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。其通信能力強，穩(wěn)定性好，商業(yè)化運用不斷成熟。

TD-LTE無線通信技術(shù)特點：1）系統(tǒng)穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)安全性高，TD-LTE采用全IP的扁平架構(gòu)，以適應未來技術(shù)的發(fā)展，大大簡化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的復雜性，減少傳輸延遲，使用戶面延遲小于5ms，控制面延遲小于100ms。 TD-LTE技術(shù)采用分層架構(gòu)，可以最大程度地降低LTE / SAE網(wǎng)絡(luò)的安全威脅。2）頻段具有唯一性，抗干擾能力強，利用舉措可以有效的將民用頻率干擾消除，提高系統(tǒng)的整體性能。3）帶寬大，有效滿足高速數(shù)據(jù)傳輸和語音傳輸， TD-LTE支持1.4mhz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz的不同帶寬。良好的信息傳遞效率和下載速度，保證傳輸高效性。4）多種覆蓋模式，覆蓋距離長，TD-LTE用連接的泄漏電纜覆蓋整個隧道，信號發(fā)送的方向垂直于列車運行的方向，到達列車的車載站的信號穩(wěn)定。5）良好的移動性能，及時在高速運作（120-350km / h）下，也可以提供較好的網(wǎng)絡(luò)信號。

結(jié)合TD-LTE技術(shù)的特點，可以看出該技術(shù)可以很好的解決城軌交通信號傳遞抗干擾能力弱、系統(tǒng)復雜以及回傳穩(wěn)定性和網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性差的問題，滿足了高速列車的信息傳遞技術(shù)要求。

二、軌道交通無線通信系統(tǒng)概述

2.1城市軌道交通通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析

軌道交通通信系統(tǒng)由傳輸監(jiān)控系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等多個子系統(tǒng)組成，每個子系統(tǒng)的應用也不同。為了進行軌道車輛的調(diào)度和配置，通信系統(tǒng)協(xié)作以完善和支持其他系統(tǒng)的基礎(chǔ)系統(tǒng)，必須要保證其運行質(zhì)量。但是就目前情況而言，我國軌道交通通信系統(tǒng)仍然存在一些不足，如監(jiān)控監(jiān)測清晰度低，無法滿足一些細節(jié)的監(jiān)測需求，而且由于各個系統(tǒng)之間的連接效果差，無法做到有效銜接，各個系統(tǒng)優(yōu)先級方面相互干涉，造成系統(tǒng)運行平穩(wěn)性差。另外車輛在高速運行時，無法實現(xiàn)高質(zhì)量的信息傳輸，無法高效應對突發(fā)事件。系統(tǒng)之間的聯(lián)系、系統(tǒng)本身的這些缺陷將在一定程度上阻礙軌道交通運營的順利發(fā)展。

2.2 城市軌道交通通信系統(tǒng)特征

軌道交通無線通信系統(tǒng)作為高速運行軌道列車與地面管理機構(gòu)的唯一通信手段，承擔著車輛運行調(diào)度、保障行車安全的重要使命。因此做好做強軌道交通無線通信系統(tǒng)極有必要。因此軌道交通無線通信系統(tǒng)必須要滿足以下要求：

1）傳輸穩(wěn)定性，車輛在運行時主要依靠調(diào)度臺的命令入站、進站，因此要求信號傳輸必須要穩(wěn)定

2）信號覆蓋全，信號強，保證車輛運輸時能夠?qū)崿F(xiàn)全程全位置的信號傳輸，保證車輛全車廂、各位置都能夠接收到優(yōu)質(zhì)信號，實現(xiàn)信息的實時傳遞;

3）高速率、高寬帶要求，車輛運行速度快，車輛發(fā)生故障以后，如果不能夠及時啟動應急響應機制，產(chǎn)生的后果無法估量。為了保證人民生命財政安全，保證機車的高效穩(wěn)定運行，通信系統(tǒng)必須要足夠帶寬，保證信息傳遞的流暢性，同時具備高速傳播的效果，保證車輛控制的精準性，有效防止事故的發(fā)生。

總而言之軌道交通無線通信系統(tǒng)要求高、要求嚴，將現(xiàn)有技術(shù)應用到軌道交通上必須要經(jīng)過理論論證和實踐研究。TE-LTE作為一種應用到軌道交通上的無線通信技術(shù)能夠很好的滿足以上要求。

三、TD-LTE技術(shù)在軌道交通的應用策略

隨著國家政策的大力扶持，軌道交通行業(yè)開始逐漸引入TD-LTE技術(shù)，2013年12月鄭州地鐵一號線首次使用LD-LTE承載PIS系統(tǒng)，實現(xiàn)了TD-LTE技術(shù)的首秀。隨后越來越多的地鐵線路開始使用TD-LTE通信系統(tǒng)，LD-LET技術(shù)應用越來越廣泛。LD-LET技術(shù)在軌道交通上應用可以歸納為集群系統(tǒng)使用、組網(wǎng)使用、抗干擾使用、高效傳遞使用以及加密使用等等多個方面，滿足軌道交通要求，具體應用方式如：

1）TD-LTE集群系統(tǒng)的應用

隨著TD-LTE技術(shù)不斷成熟，其應用向集成化方向發(fā)展，主要包括業(yè)務系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無線系統(tǒng)以及車載系統(tǒng)，業(yè)務系統(tǒng)優(yōu)先化，保證軌道交通業(yè)務信息的優(yōu)先傳遞，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為乘客以及車站管理提供了數(shù)據(jù)傳遞支持，無線系統(tǒng)實現(xiàn)了遠程通信，車載系統(tǒng)保證了高速運轉(zhuǎn)下的數(shù)據(jù)聯(lián)通。將該集群系統(tǒng)應用到城軌中，可以有效實現(xiàn)三大業(yè)務承載，安全業(yè)務雙網(wǎng)接入，非安全業(yè)務單網(wǎng)接入類業(yè)務統(tǒng)一，雙網(wǎng)物理隔離，信號業(yè)務高優(yōu)先保障。同時核心網(wǎng)屬于小型化結(jié)構(gòu)，降低了建設(shè)成本，雙核心網(wǎng)雙路由保證了網(wǎng)絡(luò)的可靠性，通過加載QOS系統(tǒng)，保證語音業(yè)務傳遞的優(yōu)先性。集群系統(tǒng)中RRU拉遠設(shè)計，減少站點數(shù)量， 減少切換次數(shù)，減少了其他信號的干擾。在車載系統(tǒng)方面設(shè)置TAU，保證了高速移動場景的使用。

2）多媒體組網(wǎng)應用

在實現(xiàn)系統(tǒng)集群的基礎(chǔ)上，要完成整個軌道車輛運行的高效性、平穩(wěn)性，必須要將各個設(shè)備終端接入到系統(tǒng)之中。本系統(tǒng)構(gòu)成分為運營控制中心、車站、區(qū)間、車輛段、綜合維修中心以及車輛，設(shè)備配置簡單清晰。利用TD-LTE技術(shù)實現(xiàn)了全IP偏平化管理，從車站到軌道沿線，整個系統(tǒng)復雜度大大降低。同時在車輛高速運行中，可以通過手持臺和控制中心直接聯(lián)絡(luò)，保證了運作的高效性和實時性。該系統(tǒng)支持高可靠性的CBTC通信，實時高清廣播，車載視頻監(jiān)控，交通數(shù)據(jù)采集監(jiān)控，專用網(wǎng)絡(luò)和集群通信，并在固定人員和移動人員之間提供有效的短消息和語音通信。軌道交通中能夠火車司機，操作人員，維護人員，現(xiàn)場人員和其他無線用戶實現(xiàn)無線通信。

3）TD-TLE抗干擾應用

隨著TE-TLE技術(shù)的不斷成熟，應用領(lǐng)域不斷擴大，商用案例逐年增多，引入TD-TLE不可避免的出現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)外的電磁干擾。在城市軌道交通車輛中無線系統(tǒng)內(nèi)部干擾和專有集群系統(tǒng)之間的干擾。針對這種情況，TD-LET必須要推動城軌室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)，技術(shù)的工程建設(shè)以及抗干擾系統(tǒng)的使用，來有效解決未來發(fā)展中可能需要面對的問題。

結(jié)束語

TD-LTE技術(shù)在我國的成功應用，為我國的城軌交通信息傳輸帶來了新的技術(shù)，從其技術(shù)特點分析可以看出，TD-LTE技術(shù)可以很好的滿足軌道交通所需通信技術(shù)要求，因此將TD-LTE技術(shù)應用到城軌交通中是大勢所趨。TD-LTE集群系統(tǒng)以及多媒體組合應用，實現(xiàn)了城軌交通的高效、安全以及穩(wěn)定的傳輸。同時利用業(yè)務優(yōu)先、TAU等可以實現(xiàn)業(yè)務信息的高效傳遞，保證了城軌交通運行的平穩(wěn)性，未來10-15年該技術(shù)應用會越加廣泛，需要考慮系統(tǒng)內(nèi)外的干擾問題，解決軌道系統(tǒng)干擾能力。

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