CBTC車-地無線通信系統的研究與應用

◎許小磊

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CBTC車-地無線通信系統的研究與應用

◎許小磊

我國城市軌道交通多采用無線CBTC系統，但隨著無線電磁環境的不斷改變，CBTC車—地無線通信系統運行中的干擾問題逐漸加劇，因此，當前強化對該系統的研究和改進十分必要。本文對無線CBTC系統的組成與功能進行了介紹，對其應用現狀及現有問題進行了分析，并對目前CBTC車—地無線通信系統的研究熱點和應用前景進行了論述，以供參考。

無線CBTC系統組成

如圖1所示，無線CBTC系統主要由無線移動通信系統、列車定位子系統、列車控制系統組成。無線移動通信系統主要是進行車地通信，在移動的列車和地面控制設備之間實時雙向傳輸行車信息，由無線車-地通信技術提供技術保障。CBTC系統的車-地通信可分為點式傳輸和連續式傳輸，無線CBTC屬于連續式傳輸，傳輸媒介主要有：裂縫波導管、無線電臺、漏纜等，其中，漏纜和無線電臺在城市地鐵中的應用較為廣泛。

CBTC車-地無線通信系統應用現狀

目前城市軌道交通CBTC車地無線傳輸主要采用基于802.11系統協議的WLAN 在2.4 GHz（或5.8 GHz）頻段組網。即采用通用制式、公共頻段組網，受此頻段內設備功率限制，無線CBTC系統的組網結構也受到了一定的限制，加之公共頻段內，大量乘客所攜帶的大量頻點不受管控的移動通信設備均在城市軌道交通系統內使用，無疑對CBTC的車-地無線通信造成了顯著的干擾，進而擾亂地鐵列車的運行秩序，增加了軌道交通系統的安全風險。

CBTC車-地無線通信系統的研究與應用現狀

通信制式的選擇。目前能夠滿足地鐵無線通信需求的通信體制都已進一步的演進，向LTE方向發展，因此地鐵無線CB TC系統宜選用LTE體制。此外，由于目前國內LTE設備廠家多能提供完整專用頻段的專用LTE系統產品，加之國家對LT E的政策引導，認為宜采用TD-LTE。

通信頻段選擇與頻點劃分。首先，不適用公共頻段能夠避免大量移動終端設備和電信基站的干擾，同時，不適用國外公共頻段或運營商計劃適用的頻段，能夠避免受“水貨”手機信號的干擾，進而避免了相應的通信風險。對此，可借鑒公安或鐵路系統的先例，采用電信管理部門所分配的專用頻段。

此外，無線CBTC系統頻段和頻點的分布還應充分考慮地鐵內已有的無線系統，避免產生相互干擾。根據國內地鐵無線通信現狀，認為選擇1∶4 GHz或1.8 GHz頻段是較為理想的，此外，根據傳輸寬帶條件和LTE系統特性，認為宜選擇1.5 MHz或3 MHz頻點組網。

采用LTE組網。根據TD-LTE的特征，以及網絡單小區激活終端少，尤其是小區切換邊緣可能僅有1個激活用戶的情況，認為采用同頻組網是最能夠節約頻點資源的一種組網策略。為了滿足無線CB TC系統的冗余傳輸需求，應跨頻段組網建2張網，

例如可在400 MHz和1.4 GHz頻段同時組建2張網，均用于無線CBTC系統內的車-地無線傳輸，這種做法可大大提升無線CBTC系統內信號傳輸的安全性和穩定性。基于上述思路，可組建一個基于TD-LTE的CBTC車-地無線雙層傳輸網，其結構如下圖所示。

總之，為了CBTC車—地無線通信的抗干擾能力和可靠性，目前越來越多的專家學者和城市軌道交通通信技術人員開始對CBTC通信制式、頻段、頻點、組網方式等問題進行研究，對CBTC車-地通信系統的應用和改進提供了不少可行的思路。此外，無線電管理部門應為無線CBTC通信系統的應用和改造給予一定的支持，以進一步接觸該系統通信中的干擾因素，為提升城市軌道交通運輸安全性和可靠性創造有利的條件。

（深圳市地鐵集團有限公司）

圖1無線CBTC系統組成

圖2基于TD-LTE的CBTC車-地無線雙層傳輸網