论lte在地铁中的应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 论 LTE 在地铁中的应用 （南昌轨道交通集团有限公司运 营分公司） 中国论文网 /8/view-12937853.htm 摘 要： 随着车载视频监控系统 传输实时性要求不断提高，以及礼车旅 客信息系统中多媒体数据流传输宽带需 要的不断增加，以 WLAN 为代表的车 地无线通信技术已经不能完全满足地铁 行业的需要，本文主要阐述了 LTE 技 术在地铁中的应用及其优势。 关键词： 地铁；LTE 技术；应 用 1.背景 随着我国城市化进程不断加深， 城市人口空前膨胀，公共交通已经成为 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 困扰各大城市的顽疾，地铁作为城市公 共交通客运系统的重要组成部分，以其 大众化，大运量以及安全、舒适、快捷、 准时的特点成为最受欢迎的交通工具。 地铁列车上的旅客信息系统委托 多媒体网络技术，以车载显示器向媒介 旅客提供信息服务，包括乘车须知、列 车到发时间、各类公告、媒体新闻等信 息，在火灾、阻塞及恐怖袭击等非正常 情况下，提供动态紧急疏散提示。 2.LTE 技术概述 LTE 是指长期演进技术，是第 4 代的移动通信标准，它是由 3GPP 组织 制定的长期演进，它也是 UMTS 技术标 准的 Long term evolution。LTE 技术适 合在高速的移动环境使用，按照理论来 讲，它移动速度可以被允许在 500km/h；因为 LTE 使用的是专用频段， 所以抗干扰性很强；LTE 可以很好的支 持视频、图像的传输。LTE 采用分组传 输、低延时，能够在地铁高速移动情况 下实现无缝覆盖的高数据率。LTE 能够 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 在 20MHz 频谱带宽下提供下行 100Mb/s，上行 50Mb/s 的峰值速率。 LTE 技术在解决带宽和移动性上具有优 势。技术发展较为成熟，产业链丰富完 善。TD-LTE 技术可以充分地利用通信 信道对称性的特点，简化系统设计复杂 度，提高系统性能，并且系统高层总体 上可以与 FDD 保持一致，更好地实施 数据传输融合。 和 3G 网络技术相比而言，LTE 网络技术本身具备着一定的优势，首先 LTE 网络技术具备着高数据速率，能够 实现分组传送大数据，降低网络延迟， 并且该项网络技术的覆盖范围相比较其 他网络技术而言更为广泛，能够完成向 下兼容等技术难题，所以该项技术被专 家学者们认为是 3G 网络技术逐步向 4G 发展的最为重要的主流技术。就现今而 言，大部分的主流运营商对于 LTE 标 准都是表示支持的态度，这为长期演进 技术的发展而言，具有着十分重要的影 响作用。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 目前，在我国新建地铁项目中， 开始逐步引入 LTE 技术实现车 -地无线 通信。国内郑州的一号线地铁建设时， 最先将 LTE 技术用在无线车地通信上。 目前，全国各地包括广东的地铁新线建 设中，LTE 技术已被作为一种成熟的技 术广泛的应用于地铁 PIS 无线车地通信 中。 3.LTE 技术在地铁中的应用 3.1 地铁的 LTE 需求 车载 CCTV 的安全需求。LTE 可 为车载 CCTV 提供较为清晰的视频传输， 同时保证列车的运行以及车厢内乘客的 情况得以实时监控，保障能够实时传输 动态图像，及时处理各项突发事件和治 安问题。列车运行的突发问题能够提供 明显提示，确保运营的绝对安全。利用 LTE 技术，使得列车上的各项设备能够 准确接受系统发出的信息，用于车厢内 各项信息的播报，使乘客得到正确的引 导，正确的换乘地铁。 乘客信息服务系统的需求。随着 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 信息技术的飞速发展，网络已成为人们 生活中的重要组成部分，同时也成为了 乘客需要服务的部分。LTE 技术可为地 铁提供高品质视频传输，缩短延时，尽 可能保证实时播放各种新闻、赛事及娱 乐节目等，使人们的需求得以满足。 增值业务需求。由于 LTE 可进 行高清传输且能够有效缩短延时，因而 可为各类高清广告提供有效的实时播放 平台。可以对地铁各个时段的客流量及 乘客人群进行调查，合理的确定投放广 告的类型及数量，带来经济效益，从而 降低运营成本。 网络安全需求。LTE 网络需要通 过对容灾进行备份而为地铁安全数据提 供可靠性的保证。首先就要采用双层网 j 与双网冗余实现对核心网的接， eNodeB 板卡要进行冗余配备，然后再 采用双频和双网对其进行交织与覆盖， 必须要在系统安全冗余有保证的前提下， 避免同频干扰，从而为网络的性能及其 安全提供保证。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 3.2 干扰问题 LTE 技术使地铁运营更加安全、 便捷、舒适。同时，引入 LTE 之后， 也会带来一些问题，如系统间的干扰问 题。通过有效的技术手段和建设手段完 全可以降低干扰，使地铁中的各种无线 通信系统安全、可靠地运行。 对于任意一个通信系统下处于工 作中的接收机来说，别的通信系统发出 的信号都是干扰信号。这些干扰主要包 括阻塞干扰、互调干扰和杂散干扰等， 而对于地铁的 LTE 无线车地通信系统， 它的主要干扰来源是 LTE 的自身的同 频率干扰和 WLAN、公网信号等其他的 无线网络。而其中，针对同频率干扰， 它可以进行 IRC、ICIC、调度算法等方 法来小区间的消除、干扰控制和协调。 （1） IRC 技术：它是说在地铁上，因 为各车间有间隔，按照 CBTC 信号系统 的要求，各车间隔不能小于 90s，而列 车运行的平均车速是 50km/h，那么 90s 行车间的距离是 1250m。 （2）ICIC 技术： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 它是说经过频率规划，来达到小区的中 心有相同的频率，而相邻的两小区边缘 不同频率的配置，这样可以使小区中心 的吞吐量最大化，并且确保小区的边缘 信噪比较高，来实现小区边缘速率的提 高。 多径干扰是指无线信号在地铁无 线车地通信系统中从发射天线开始，通 过许多个路径最终到达接收天线需要的 不同的传播时延。地铁区间是通过泄漏 电缆的方式达到覆盖，来减少多径造成 的时延差，保证信号的传播路径有限。 这样可以减少多径干扰。而且，LTE 技 术本身就使用了 OFDM 技术和增加循 环前缀相结合的方法对抗多径干扰。 4. LTE 技术优势 若要从根本上解决无线通信中的 干扰问题，保证通信系统可靠、稳定的 工作，智能通过采用专用频段及更新进 的无线通信技术来解决。因此，LTE 技 术的出现，堪称车地无线通信干扰问题 的救星，其主要具备以下几个优势： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 （1）以分组域业务为主要目标，系统 在整体架构上基于分组交换。 （2）在 20MHz 频谱带宽下能够 提供下行 100Mbps、上行 50Mbps 的峰 值速率。0120 km/h 移动场景下平均 吞吐速率达到 60Mbps，上行速率 16Mbps，下行速率 44Mbps。 （3）LTE 技术的数据业务速率 和频谱利用率高。 （4）支持成对或非成对频谱， 可灵活配置 1.4MHz-20MHz 间的多种系 统带宽。TDD LTE 可以调整上下行流 量。 （5）扁平化组网方案，网络架 构简单，网元节点少，系统可靠性高。 （6）增加小区边界比特速率， 提供 1bps/Hz 的小区边缘速率。小区覆 盖半径可达 100km。 （7）严格的 QoS 机制保证实时 业务（如 VoIP）的服务质量。 （8）采用频偏补偿机制，有效 克服多普勒效应，确保高速移动场景下 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 的无线链路质量。 （9）切Q 时参考频率偏移变 化，提高切换成功率，保证高速切换场 景下的带宽稳定。 （10）多 RRU 共小区，减少由 于切换带来的时延、抖动、丢包，保证 高速切换场景下的带宽稳定。 （11）无须在隧道中另外布设天 线，可共用商用通信的泄漏电缆。隧道 内单个 RRU 覆盖 1.2KM 漏缆，能够提 供稳定的覆盖。 （12）LTE 技术采用扁平化网络 结构，有效地缩短了端到端的数据传输 时延，更加满足城市轨道交通特别是信 号系统的应用需求。 5. 结语 随着社会经济的快速发展，我国 城市地铁线网逐步