基于TD—LTE的高速鐵路WiFi通信系統及應用實踐微探

李春遠

【摘要】高速鐵路是現代鐵路運輸中的重要組成部分，為保障高速鐵路的服務質量和服務效率，WiFi通信系統是高速鐵路服務的重要內容，為高速鐵路乘客提供有效的無線服務，滿足高速鐵路乘客的上網需求。故此，對基于TD-LTE的高速鐵路WiFi通信系統展開分析，并對其具體應用進行闡述，旨在提升高速鐵路服務質量，滿足乘客的上網的需求。

【關鍵詞】TD-LTE 高速鐵路 WiFi通信系統 應用實踐

移動終端的發展和進步，以智能手機為代表，逐漸成為人們生活中的一部分，也就使得移動通信和信息化需求成為人們的重要需求。高速鐵路為滿足乘客的信息化需求，需要展開對鐵路無線通信系統的應用，從而滿足乘客WiFi上網的需求。基于此，本文對基于TD-LTE高速鐵路WiFi通信系統展開分析，分別對TD-LTE和高鐵WiFi展開討論，并對其具體應用進行闡述，具體內容如下。

一、高速鐵路TD-LTE

TD-LTE是現代通信的重要組成部分，且得到了廣泛的應用與實踐。主要是由OFDIdA/SC-FDMA、TDD和多天線技術等構成，對提升信息傳遞速率和傳遞質量具有積極的作用。現階段，鐵路TD-LTE覆蓋是保障鐵路通信的基礎，且是建立在TDD模式的寬帶無線接入網絡，上行能夠達到50Mb/s，下行可以達到100Mb/s。

TD-LTE的主要技術特點為：①TD-LTE具有較小的數據信息傳遞延時效果，具體延時<100ms；②具有較低的網絡建設成本，其成本小于傳統3G通信的1/3；③具有多種支持能力可以滿足高速列車的在350km/h的運行狀態下的通信，還支持的非對稱的上下行信息傳遞，支持1.25～20MHz帶寬單一頻段；④具有較高的頻譜利用率，上行鏈路和下行鏈路分別為2.5（bit/s）/Hz，5（bit/s）/Hz；⑤支持多種同頻的組網方式。

高速鐵路TD-LTE通信也存在一定的問題，主要體現在車體穿透消耗、多普勒頻移、頻繁切換等問題，在構建基于TD-LTE的高速鐵路的WiFi通信系統時，需要對這類問題進行控制和處理，保障WiFi通信系統的功能。

二、高鐵WiFi

高鐵WiFi是建立在高速列車上的無線局域網，是服務于高速鐵路乘客的重要方式。其中WiFi符合IEEE802.11標準。其主要的技術特點為：

（1）具有傳輸速率快的特點，具體的協議速率最低300Mb/s，最高可以達到600Mb/s，具有加高的應用價值。

（2）可以有效的對高速鐵路進行覆蓋，通過分析可以得到WiFi的覆蓋面積半徑能夠達到100m。

（3）WiFi的覆蓋建設中，具有較低的建設成本，不必展開各類通信線路的布置，僅僅通過熱點設置的方式，能夠滿足高鐵乘客的基本需求。

（4）WiFi具有較低的功率，且具備良好的安全性和穩定性，對滿足乘客的上網需的滿足效果較為理想。

高鐵WiFi在具體的設置中，需要對每個車廂展開POE交換機和AP的布置，從而實現的熱點的建設，進而達到對高鐵WiFi的覆蓋，進而滿足高速鐵路乘客的上網需求。具體的高鐵WiFi是由Ac、匯集交換機和POE交換機、AP等構成，是滿足高鐵無線通信的基礎。

三、基于TD-LTE高速鐵路WiFi通信系統的構建及應用實踐

（一）基于TD-LTE高速鐵路WiFi通信系統的構建

再綜合分析TD LTE和WiFi的基礎上，從而完成對基于TD-LTE高速鐵路WiFi通信系統的建設。根據系統基本情況，可以將系統大致分為四個部分，分別為車地通信系統、數據中心、傳輸網絡、車載系統構成。其中每個系統承擔著不同的功能，對滿足高速鐵路乘客的基本需求具有積極作用。

（1）車地通信系統。屬于地面部分，TD-LTE主要是按照高鐵的線路需求，展開線性網絡的布置，并根據通信的基本需求，選擇適宜的天線位置與基站位置，保障TD-LTE的通信質量。為保障TD-LTE無線傳輸的質量，需要綜合對影響TD-LTE的因素進行處理，通過增加上下行發射功率和接收端的增益、合理設置接受天線的位置，從而降低穿透損耗。對于多普勒頻移，可以選擇TD-LTE導頻序列，運用適宜的糾偏方法，達到對多普勒頻移處理。

（2）數據中心。數據中心具備網絡管理平臺，是由各類服務器、核心網等部分構成，其中各類服務器主要有數據庫服務器、應用服務器、計算服務器和通信服務器等構成，能完成對網絡的管理和上網行為的管理。

（3）通信網絡。借助高速鐵路現有傳輸設備和光纖傳輸設備等，完成對車載終端和車地通信系統的無線傳輸，完成通信任務。

（4）車載終端主要是WiFi部分，主要是由車載AP、AC、終端和上網行為管理設備等構成。其中車載終端與車載服務器連接，具體的連接是運用POE交換機連接，再由匯集交換機將每個車廂POE交換機進行連接。車載服務器與無線覆蓋熱點相連接，列車內的乘客運用熱點實現網絡的接入，從而完成相關上網功能。車載控制服務器對列車內乘客是否的訪問到正確的服務器進行控制。

（二）基于TD-LTE高速鐵路WiFi通信系統的應用實踐

于2014年1月我國首個面向鐵路乘客高速鐵路WiFi通信系統展開運用，為高速鐵路提供了一個一體化的無線信息平臺，從而滿足高速鐵路乘客的上網需求。同時借助基于TD-LTE高速鐵路WiFi通信系統還為客運管理部門提供了有效的列車人員的管理平臺，具有較好的運行效果和信號要求，可以有效的與三大無線通信運營商的網絡進行計入是且具有較高數據傳輸速度，為乘客提供一個良好的上網體驗。

四、結束語

分析基于TD-LTE高速鐵路WiFi通信系統中的高鐵TD-LTE、WiFi，再綜合兩者特點，完成對基于TD-LTE高速鐵路WiFi通信系統的構建，滿足乘客上網需求，推動高速鐵路服務水平和服務質量。