LTE技术城市轨道交通无线通信论文论文.doc

LTE技术城市轨道交通无线通信论文论文 1引言 我国城市轨道交通随着经济发展和科技进步正在不断的建设和开拓当前已进入快速发展阶段其舒适度和安全性成为社会各界十分关注的一个重要问题当前乘客并不满足于少量单一类型的声音和文本信息等服务为了满足广大乘客的需要并吸引更多的乘客城市轨道交通建设迫切的需要提高自身信息化服务的水平；国外城市轨道交通频繁出现恶劣事件这就要求地铁和列车都要有相应的监控设施以保证城市轨道交通现场的情况能够被清晰记录并及时传达这就需要较高速率的传输通道来满足车载视频信息的传送由此可以看出为了确保城市轨道交通的管理工作和服务质量的高水平城市轨道交通对于车地无线通信系统提出了较高要求 2无线传输技术介绍 城市轨道交通车地无线通信系统作为车辆和地面之间进行信息传输的通道可为视频监控系统和乘客信息系统提供车站和车辆之间乃至控制中心之间的无线传输媒介是一种传输网络的延伸除此之外车地无线通信系统还要求具有较高的可靠性支持列车在运行速度达到80km/h或者比其更高速度之下的视频信息和多媒体信息的可靠传输整个系统进行实时传输过程中应能有效的避免网客和非法信息的侵入确保整个信息播出时的安全和可靠当前主要的无线传输技术主要有以下几种： （1）TETRA、GSM、CDMA：这几种为非常成熟的无线传输技术应用较为广泛但是这三种技术对于车地无线通信系统来说都满足不了其所要求的传输速率TETRA其上行速率大约为几kb/s下行速率大约为几十kb/sGSM和CDMA的运行速率大致相同其上行速率和下行速率分别为十几kb/s和几十kb/s （2）3G的传输速率与CDMA、TETRA、GSM相比其在数据的传输速率方面已经有了大幅度的提高在低速运行状态时的下行速率可以达到几百kb/s上行速率可以达到几十kb/s；静止状态下的下行速率甚至可以达到2Mb/s尽管如此3G的传输速率仍然不能满足车地无线通信系统的需求 （3）TRainComMT是德国得力风根公司专有的车地无线通信技术其应用领域主要是面向城市轨道无线通信技术其也是为了城市轨道车地无线交通系统特别研制和发明的其可以支持高速移动环境下车地双向无线通信最高达到16Mb/s的传输速度TRainComMT作为一项非标转化的无线传输技术此系统的协议并不具有开放性因此整个系统相关的升级、二次开发与维护都需要依赖技术的开发部门和持有公司即该项技术只能由德国得力风根公司进行因此也就决定其具有较差的市场维护和选择性 （4）WLAN作为一项宽带的无线传输网络技术与其他技术相比具有宽带化、网络化等优势其目前具有的标准也多样化例如其具有802.11a其工作频段在5.8G传输的速度一般也可以达到54Mb/s具有干扰较少的特性除此之外一般在5.8G频段的无线传输技术具有非开放的特点因此需要进行申请；802.11b其工作频段在2.4G传输速度一般最高能达到11Mb/s；此外802.11g其工作频段也在2.4G其主要采用了OFDM调制技术其数据传输速度同样可高达54Mb/sWLAN作为一种宽带无线传输网络系统虽然具有较大的通道带宽但是其覆盖范围不能满足车地无线通信系统的需求轨道AP在直线隧道一般每隔二百米就需要进行无线网路设置导致系统切换和调制较为频繁；同时与公用WLAN技术采用相同的频段也使得其安全性无法得到有效保障 （5）WiMax（802.16）即802.16无线域网其已在年10月成为新的3G标准中的一员当前其主要具有802.16d固定宽带无线接入标准和802.16e支持移动特性的宽带无线接入标准802.16无线域网采用了未来通信技术OFDM、OFDMA、MIMO、AAS等先进技术OFDM、MIMO、AASOFDMA也是未来通信技术的发展方向其最高可达到70Mbps的传输速度数据传输的距离也达到了50km除此之外还具有应用频道较宽、Qos制度完善、业务丰富灵活、频谱利用较高、灵活分配宽带等优势尽管如此WiMax技术还是存在高速移动中无法达到无缝切换的最大问题；同时受制于产业链的发展缓慢等因素都使得WiMax技术并未得到广泛的推广和应用 （6）LTE无线传输技术其主要是3G技术的不断演进和改善其也是当前3G和4G技术的过渡阶段作为3.9G的全球无线标准其在市场上受到了极力的推广大部分国内外的厂商也对LTE技术给予很大的期望其主要是改进和增强了当前3G中的空中接入技术同时也是目前众多无线传输技术之中少数几个引入OFDM和MIMO概念的技术之一与3G相比其还具有延迟降低、极高数据传输速度、分组传送、向下兼容和光域覆盖等技术上的支持和优势因此也被作为3G向4G的主流技术的转变主流运营商一般也都采取LTE技术标准因此通过对比以上几种目前较为成熟的无线传输技术分析得出目前LTE无线传输技术应用在城市轨道交通车地无线通信技术中能够提高信息的传输速度实现大数据量信息的共享完善并解决了车载视频监控系统实时数据传输难的问题有效保障了信息的及时性和可靠性 3LTE技术在城市轨道交通车地无线通信系统中的应用 为了从根本上解决城市轨道交通车地无线通信系统中的干扰问题保证数据通信不断的稳定工作和系统的可靠只能通过采取优秀的无线通信技术来达到技术上的解决和完善工作者根据对城市轨道交通车地无线通信系统的相关研究发现城市轨道交通无线通信系统主要具有：高效的数据业务传输效率、较低的数据业务传输延迟、较高的可靠性、良好的移动性能等特点LTE技术主要应用在城市轨道交通车地无线通信系统中具有如下的特点： （1）LTE系统采取了扁平化的组织方案具有较为简化的组织网络结构因此减少了网元的数量、系统的可靠性也较高 （2）LTE技术的数据频谱的利用率也较高数据业务速率也较强优于TETRA、WIFI、GSMR等技术 （3）LTE技术系统扁平化的组织结构也有效的缩短了两端之间的传输效率使得信息及时传输更加满足了城市轨道交通信息传输的实时性和共享性能够满足城市轨道交通车地无线通信系统的应用需求 （4）LTE技术可支持列车移动速度达到350km/h的移动传输性能而目前城市轨道交通行车一般不会超过100km/h的速度否则会导致移动数据传输性能下降但是LTE技术却避免了此项不足使得移动状态下也能较好的进行数据传输同时也为未来列车提速创造了有利条件 （5）LTE技术还具有频谱较为灵活的特点可以适应不同大小频率的频谱分配使其在不同频谱中进行分配和部署车地无线通信技术在隧道中都设置有天线也可以采用商用的通信泄漏电缆实现信号覆盖隧道内的单个RRU覆盖可以达到1.2km提供更为稳定的覆盖面积而通过多个RRU共小区可以减少由于更新和切换导致的信息传输的延迟和抖动甚至丢失的情况保证城市轨道交通高速度切换下带宽和频率的稳定 4结语 LTE无线传输技术使用专用的频段并且具有较强的抗干扰性可以共享商业所使用的通信系统的泄漏电缆并且其施工也较为容易与其他无线传输技术相比其施工难度小且未来可以承载更多的管理和服务但是其存在的缺点主要是LTE无线传输技术在城市轨道交通无线通信系统建设的初期投入较大单条线