城市軌道交通車地寬帶移動通信技術選擇分析之我見

方志鵬

摘 要：隨著城市交通軌道發(fā)展，城市軌道交通已經(jīng)成為了人們?nèi)粘３鲂械慕煌ǚ绞街弧＝煌ㄜ壍赖目土髁恳苍诔掷m(xù)增加。為了更好地發(fā)揮城市軌道交通的作用，同時保證城市軌道交通運行安全，就必須要加強運輸過程中的信息傳遞與溝通工作，目前在城市軌道交通中應用的通信技術比較多，該文就城市軌道交通車地寬帶移動通信技術選擇分析作簡要闡述。

關鍵詞：城市軌道交通 寬帶移動通信技術 選擇

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（b）-0162-02

城市交通網(wǎng)絡作為一個專用網(wǎng)絡，雖然在規(guī)模上有限，但是其內(nèi)容十分豐富。移動通信網(wǎng)絡技術的應用，確保信息在不同流通環(huán)節(jié)暢通，從而確保城市交通軌道更好地為市民服務。

1 無線局域網(wǎng)技術

無線局域網(wǎng)技術包括了一系列的標準，其特點主要體現(xiàn)在可靠性高，速度快，開放性區(qū)域內(nèi)通信的距離遠。而且在封閉性區(qū)域內(nèi)通信的距離也能保持很好的效果。與以太網(wǎng)進行組合，組網(wǎng)的成本低。在實現(xiàn)形式上主要有兩種方式。IEEE802.11標準在97年定義了多樣的物理層與單一的MAC層。并且在物理層標準發(fā)展到IEEE802.11n標準。在城市交通軌道用來測試的技術基本都是基于IEEE802.11這一系列標準的技術。

IEEE802.11a與IEEE802.11b在出現(xiàn)時間上幾乎是一致的。二者的不同在于使用了不同頻率標準，并且二者是不兼容的。二者在數(shù)據(jù)傳輸頻率上也存在差異。前者的優(yōu)勢體現(xiàn)在網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的傳輸速度非常高，并且信號的抗干擾性強。但是其不足之處在于，應用成本比較高，信號容易被障礙物所阻擋。

在802.11的標準上，IEEE又擴大了標準。與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)相比。擴大后的標準數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾蚀蠓鹊奶嵘Ｐ碌臉藴世^承了原有的頻率。但是由于使用了不受規(guī)范的擴大頻率，其無線局域網(wǎng)容易被其他事物發(fā)出的頻率所干擾，如微波爐，移動電話，或者是其他的電器設備等。因此在使用相關設備時，需要和其他有可能造成干擾的設備保持在安全可靠的距離外。擴展后的標準其優(yōu)勢體現(xiàn)在成本低，不容易被阻隔，而且信號輻射也比較好。但是其不足之處則體現(xiàn)在寬帶的速率低，信號容易被干擾。新擴展標準采用新的技術來提升參數(shù)的傳輸速率。因為傳輸?shù)乃俾史浅８撸馀c調(diào)制也非常的復雜，實現(xiàn)有一定的難度。為了解決這個問題又引入了新的調(diào)制技術，從而將標準進一步的拓展。傳輸速率也進一步提升。新的標準將之前的標準結合到一起。具有二者的優(yōu)點，是以一種混合的標準而存在的。新的標準優(yōu)勢體現(xiàn)在網(wǎng)絡速率高，信號的質(zhì)量好，具有較強的抗阻隔性。但其不足之處是成本比較高，而且某一頻段的信號可能會受到電器設備的影響。

802.11g與802.11a的傳輸速率都非常高，但是其數(shù)據(jù)寬帶由于非重疊信道不同而不同。前者支持的非重疊信道有12條，而后者支持的只有3條。如果接入的客戶端數(shù)量較少，那么二者在傳輸速率上幾乎沒有任何差別。但是一旦接入的客戶端的數(shù)量出現(xiàn)了變化，那么數(shù)據(jù)傳輸速度也會發(fā)生變化。前者會越來越慢。

2 WiMAX技術

該項技術是無線局域網(wǎng)接入技術，針對的是毫米與微波段提出的一種新的接口標準。能夠在不同環(huán)境下保持傳輸性能最優(yōu)，包括了非視距，近視距，視距。該項技術是建立在無線局域網(wǎng)標準基礎之上的數(shù)字通信技術，其支持點對多點或者是點對點網(wǎng)格結構。可以為固定站提供寬帶接入業(yè)務，也可以為移動站提供一定的無線接入。該項技術可以減少傳統(tǒng)技術的干擾問題。為解決寬帶接入最后一公里問題，該項技術應用的范圍十分廣泛，并且與LMDS有非常多的相似之處，但是其優(yōu)勢體現(xiàn)在可以利用非許可頻段，并且成本非常的低。

WiMAX作為寬帶移動性實現(xiàn)的無障礙途徑，同時也是4G技術的基礎，具有高度的自由移動性。與其他的有線或者是無線接入技術相比，其特點體現(xiàn)在傳輸?shù)乃俾矢撸⑶腋采w的范圍大，標準統(tǒng)一。自身的這些優(yōu)勢促使其在設備的操作性與成本控制，規(guī)模經(jīng)濟實現(xiàn)方面更容易實現(xiàn)。該項技術是開放的網(wǎng)絡模式，具備核心技術，基于IP無線寬帶，對于不確定網(wǎng)也能夠支持。比如專門針對移動用戶的802.16e，而將其應用于城市軌道交通中，其技術特點也比較復雜。

3 超移動寬帶技術

超移動寬帶技術作為CDMA2000的升級，在頻段與波段，帶寬選擇方面其范圍更大，網(wǎng)絡也更加的靈活。UMB系統(tǒng)是以正交頻分復用接入技術作為基礎，具體針對的是優(yōu)化的無線寬帶系統(tǒng)以及無線寬帶環(huán)境。系統(tǒng)傳輸?shù)乃俾矢摺；靖采w的范圍更大，而語音通話的質(zhì)量更高，與WiMAX技術相比具有一定的優(yōu)勢。

該項技術繼承了DO系統(tǒng)自適應編碼調(diào)制，物理層混合重傳，業(yè)務服務質(zhì)量控制機制，結合到低密度奇偶校驗碼技術，以及其他的一些先進技術。并基于多路輸入與輸出，空分復用接入，波束縛性等多天線技術，系統(tǒng)傳輸?shù)男蚀蠓忍嵘?/p>

4 移動通信技術

移動通信系統(tǒng)以WCDMA技術作底層標準。支持較高的傳輸速率，強調(diào)結合3G技術標準并且是GSM標準的后續(xù)標準。但是在實際運用過程中，其傳輸?shù)乃俣冗h遠達不到理論的傳輸速度。但是即使如此，其傳輸?shù)乃俣纫惨呀?jīng)高于傳統(tǒng)技術下數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾省＜夹g通過不斷的升級，在今后發(fā)展過程中，其傳輸?shù)乃俾蔬€將會有更大幅度的提升。

UMTS結合WCDMA的接口，GSM系統(tǒng)的核心部分，主要是MAP，該協(xié)議主要作用是提供到用戶或者是從用戶的呼叫路由功能。GSM語音編碼算法，比如全速率EFR與多速率AMR。WCDMA只是一個接口。UMTS技術所強調(diào)的是GSM標準后續(xù)，是為了GSM與3G之間平滑過度而提出的。無論是公眾服務或者是運營商發(fā)展都可以滿足寬帶發(fā)展的要求。并且體現(xiàn)了一定的經(jīng)濟性與現(xiàn)實性。而對于城市軌道交通而言，其局限性也主要是體現(xiàn)在寬帶方面，因此其專網(wǎng)發(fā)展的前景也不是特別樂觀。

5 3GPP長期演進技術

3GPP長期演進技術也可以將其簡稱為LTE。該項目的主要目標包括了在一定的寬帶頻譜下能夠提供更高的上下行峰值速率，對于小區(qū)邊緣用戶的性能改善有著巨大的作用。小區(qū)的容量得以提升，系統(tǒng)延遲也能夠有效地延遲。在用戶平面內(nèi)部單向傳輸?shù)臅r間延遲可以將其控制在5ms之內(nèi)。而將控制狀態(tài)從睡眠到激活的時間能夠控制在50ms之內(nèi)，駐留狀態(tài)與激活狀態(tài)二者間的遷移時間能夠控制在100ms之內(nèi)。其覆蓋的范圍半徑能夠達到100 km。對于移動用戶而言，即使用戶的移動速率在350km/h，也能夠為用戶提供有效的接入服務。支持非成對或者是成對頻譜，并可以對寬帶進行靈活的配置。

作為對3G技術的演進，增加并對3G空中接入技術進行了改進，在網(wǎng)絡演進標準方面，采用的是OFDM、MIMO。小區(qū)邊緣用戶的性能能夠有效地被改善，技術對此分析如圖1。在降低系統(tǒng)延遲與改善小區(qū)容量方面有明顯的提升。在整體架構上，LTE系統(tǒng)將基于分組交換，通過系統(tǒng)設計來確保服務的質(zhì)量，如實時業(yè)務。LTE研究的內(nèi)容包括了減少等待時間，提升用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾剩龃笙到y(tǒng)的容量與覆蓋范圍，對運營成本進行合理控制等。由于更高的傳輸速率，以及可能會用到的頻譜，需要傳輸寬帶提供一定的支持。

6 結語

寬帶接入技術從整體可以將其分為兩個類別。一是以IEEE802標準為主的寬帶接入系統(tǒng)，包括了無線局域網(wǎng)與寬帶移動接入技術。該類技術主要是提供大覆蓋范圍，低移動性，高傳輸速率覆蓋。另一類技術則是以相關演進技術為主。3G技術最初的設計主要針對的就是數(shù)據(jù)業(yè)務與語音通信。對于后者而言，其核心網(wǎng)絡利用的是電路交換方式來實現(xiàn)。由于其基礎是針對公眾移動通信，由此專網(wǎng)的應用有一定的局限性。但是隨著技術的發(fā)展，尤其是移動通信技術，在城市軌道交通寬帶通信技術選擇方面（如圖2），未來可選擇的范圍將會更加的廣泛，在通信方面，其性能將會更加的優(yōu)異，交通安全保障也將更加可靠。

參考文獻

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