城市軌道交通集群無線通信系統(tǒng)技術(shù)與應用探究

摘 要：現(xiàn)如今，交通系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了網(wǎng)絡化、系統(tǒng)化發(fā)展，無線通信需要擁有網(wǎng)絡化專用系統(tǒng)，以此支持城市軌道交通的發(fā)展，避免其出現(xiàn)連接障礙?；诖?，本文以集群無線通信技術(shù)作為研究對象，根據(jù)技術(shù)的相關(guān)概述，分別從日常生活應用、后期服務、5G移動通信幾方面闡述集群無線通信技術(shù)在軌道交通中的應用。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;集群無線通信;無線通信系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.098

0 引言

隨著城市化進程的加快，城市軌道交通已經(jīng)成為城市交通的重要工具，內(nèi)部專用運營管理的無線通信需要為大眾提供移動通信服務。憑借集群無線通信系統(tǒng)，基于無線通信技術(shù)優(yōu)勢，滿足城市軌道交通系統(tǒng)對專用無線通信的高要求，從而改善人們的生活，給人們的出行提供便利。

1 集群無線通信技術(shù)概述

1.1 工作方式

歐洲電信標準協(xié)會制定了集群無線通信應使用TDMA技術(shù)，以此滿足不同需求，且集群無線通信也得到了國際電聯(lián)的認可，成為國際通用的數(shù)字集群通信標準。集群無線通信技術(shù)應有三種工作方式，即語音+數(shù)據(jù)、分組數(shù)據(jù)優(yōu)化、直通模式。語音+數(shù)據(jù)可以將語音、數(shù)據(jù)與圖像一同通信，分組數(shù)據(jù)優(yōu)化只能將數(shù)據(jù)分組通信，從而加快管理調(diào)度，提高文件傳輸速度。直通模式下多個移動臺可以直接通信，且通信時無需經(jīng)過上層網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)，在集群無線通信網(wǎng)絡承載地區(qū)，移動用戶可以實現(xiàn)客戶端的直接通信。這種工作方式下通信數(shù)據(jù)應與語音+數(shù)據(jù)系統(tǒng)保持相似性，并維持線性猝發(fā)、常規(guī)猝發(fā)以及同步猝發(fā)等三種猝發(fā)結(jié)構(gòu)[1]。

1.2 結(jié)構(gòu)組成

集群無線通信系統(tǒng)由交換節(jié)點、基站/射頻直射站、移動臺、固定無線臺以及調(diào)度臺構(gòu)成。具體如下：（1）交換節(jié)點指的是高度模塊化網(wǎng)絡單元，這一部分擁有交換能力，可以對基站進行控制，加強與其他交換節(jié)點的連接。交換節(jié)點通過其他專用服務器與其他集群無線通信網(wǎng)絡相連，例如公共交換電話網(wǎng)絡或者公用數(shù)據(jù)網(wǎng)等。（2）基站可以通過集群無線通信網(wǎng)絡覆蓋某些特定地區(qū)。（3）調(diào)度臺能夠?qū)崿F(xiàn)用戶和操作者的通信，為操作者發(fā)起廣播。（4）移動臺指的是手持臺或者車載單元。（5）固定無線電臺指的是固定用戶所在的無線終端。

1.3 業(yè)務支持

集群無線通信技術(shù)的業(yè)務支持主要分為以下兩方面：（1）話音業(yè)務。其中包含單獨呼叫、組呼和固定電話呼叫，單呼可以在調(diào)度臺中完成。（2）數(shù)據(jù)業(yè)務包含短數(shù)據(jù)信息和狀態(tài)指示信息，實現(xiàn)無線終端與調(diào)度臺的信息傳輸。

2 城市軌道交通集群無線通信系統(tǒng)技術(shù)的應用

2.1 集群無線通信技術(shù)在日常生活中的作用

分析集群無線通信技術(shù)在日常生活中的作用，具體如下;（1）集群無線通信技術(shù)為工作人員提供短信與通話服務，以組為單位，實現(xiàn)工作人員的一對一對講通話。（2）為工作人員提供無線通話服務，在系統(tǒng)網(wǎng)為前提，實現(xiàn)無障礙通信。

2.2 集群無線通信技術(shù)后期服務

探究集群無線通信技術(shù)的后期服務應用，主要分為GPS系統(tǒng)應用、聯(lián)系系統(tǒng)應用和短距離傳輸應用。主要如下：（1）應用GPS系統(tǒng)后可以對車輛自動定位，在移動機器和中心控制內(nèi)安裝GPS定位裝置，方便人們掌握移動機器的實際運行位置，以衛(wèi)星無線連接完成對車輛的實施跟蹤。要求中心控制方向明確移動機器的位置，然后結(jié)合系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)排除系統(tǒng)差異，實時矯正機器實際位置，其中的集群無線通信技術(shù)是短數(shù)據(jù)的一種。（2）集群無線通信技術(shù)可以實現(xiàn)地鐵和輕軌的系統(tǒng)相連，列車管理人員可以通過無線通信服務提高工作效率，強化對外聯(lián)系，及時匯報情況，為列車安全運行提供保障。（3）集群無線通信技術(shù)可以實現(xiàn)圖像與視頻的短距離傳輸，將圖像壓縮到最小容量完成傳輸服務。視頻需要在拍攝處放置穩(wěn)定的拍攝設備與處理器即可，實現(xiàn)每秒190Kb的傳輸速度，工作人員利用加碼器即可將圖像視頻還原[2]。

2.3 集群無線通信技術(shù)其他用途

闡述集群無線通信技術(shù)的其他應用，具體如下：（1）集群無線通信技術(shù)可以代替廣播，在固定區(qū)域范圍內(nèi)播放該區(qū)域的生活與出行狀況。（2）集群無線通信技術(shù)可以傳輸文字信息。應用集群無線通信系統(tǒng)能夠建立網(wǎng)絡，并支持與外部集群無線通信系統(tǒng)的有效連接。（3）集群無線通信技術(shù)支持分組操作。系統(tǒng)可以與多個交換節(jié)點連接，幫助人們擴充原有線路。

2.4 5G移動通信技術(shù)在城市軌道交通無線通信技術(shù)中的應用

在未來，5G移動通信技術(shù)將憑借著高可靠、低時延的技術(shù)特點，應用在城市軌道交通無線通信系統(tǒng)中，解決以往無線通信網(wǎng)絡存在的易受干擾和時延長問題。5G通信技術(shù)可以選取LTE-A、MIMO增強技術(shù)、MEC技術(shù)，從核心層、接入層與應用層入手，應用于車地無線通信系統(tǒng)中。LTE-A技術(shù)可以構(gòu)建車地無線通信系統(tǒng)的核心網(wǎng)絡，MIMO增強技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)接入層的大規(guī)模高密度無線網(wǎng)絡覆蓋，MEC技術(shù)的業(yè)務可以接入和存儲下沉到車站層面。當前5G技術(shù)沒有大規(guī)模應用，在未來實踐中需要注意系統(tǒng)性價比和系統(tǒng)安全問題。由于5G系統(tǒng)頻率較高，使無線信號傳輸出現(xiàn)大幅度衰減，人們需要加強對網(wǎng)絡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計，盡可能選擇性價比較高的設備，從造價成本上考慮系統(tǒng)性能的優(yōu)化問題。5G通信技術(shù)的應用使無線接入終端數(shù)量增加，這將對系統(tǒng)信息安全帶來威脅。要求人們做好防護措施，保護運營系統(tǒng)和設備的安全。

3 總結(jié)

總而言之，現(xiàn)代化城市軌道交通建設中，應用集群無線通信技術(shù)是一項創(chuàng)新且大膽的壯舉，它可以給人們的生活帶來方便，改變過去無線通信的落后模式。不僅如此，集群無線通信技術(shù)也實現(xiàn)了圖像與視頻的高速傳輸，擴大了網(wǎng)絡的連接，推動了城市數(shù)字軌道交通的發(fā)展。

參考文獻：

[1]高翔.5G移動通信技術(shù)在城市軌道交通車地無線通信系統(tǒng)中的應用[J].城市軌道交通研究，2018，21（S2）：61-64.

[2]杜鵬.城市軌道交通集群無線通信系統(tǒng)技術(shù)與應用[J].科技創(chuàng)新與應用，2016（06）：39.

作者簡介：任志明（1986-），男，重慶巴縣人，工程碩士，工程師，研究方向：軌道交通通信系統(tǒng)。