針對LTE技術運用到地鐵無線通信的探索

王澤

摘要：隨著時代飛速發(fā)展，人們生活節(jié)奏越來越快，與此同時，對于通訊等方面的要求也越來越高。地鐵是現(xiàn)代都市人們出行的主要方式之一，由于其絕大多數(shù)情況位于地底，由此通信質(zhì)量一直受到社會的關注。故本文就LTE技術與地鐵無線通信聯(lián)合應用展開討論。

關鍵詞：地鐵;無線通信;LTE;

0引言

地鐵已然是當下人們出現(xiàn)主要交通工具形式之一[1]。就地鐵系統(tǒng)而言，唯有不斷地改良以及提升其自身系統(tǒng)，對各個配套基礎進行提升才能夠為乘客帶來更好的乘用體驗[2]。就當下實際情況而言，其它方面的技術研究已然比較深入，且發(fā)展也比較完善，但對于無線通信方面的研究卻并不多[3]。為了進一步提升地鐵服務質(zhì)量，有必要就LTE技術與地鐵無線通信技術融合進行探究[4]。

1.??? LTE技術含義

LTE即長期演進技術形式，其主要以3G為基礎進一步演化而來，是位于3G和4G之間的一種典型的過渡性的技術形式。相較于傳統(tǒng)3G技術，LTE完成了對空中介入技術等方面的創(chuàng)新與改革，提升了3G空中聯(lián)入的實現(xiàn)可行性，并基于MIMO和OFDM成為了無線網(wǎng)絡的發(fā)展標準之一。與以往的3G網(wǎng)絡技術對比，LTE網(wǎng)絡模式有著一定的優(yōu)勢性，第一，該網(wǎng)絡形式有著超高的數(shù)據(jù)傳輸速度，可以完成分組傳遞大數(shù)據(jù)，減少網(wǎng)絡延遲，另外該技術的覆蓋空間相比于其他網(wǎng)絡，也更為廣泛，可以實現(xiàn)對下的進一步網(wǎng)絡融合。故而，該技術也被業(yè)內(nèi)學者認為是3G網(wǎng)絡技術向著4G網(wǎng)絡技術發(fā)展的重要轉(zhuǎn)折點。但就現(xiàn)階段而言，絕大多數(shù)的運營商在LTE的認識均是正面的，而這對于該技術的未來深入發(fā)展意義重大。

2.??? LTE技術的應用特點

2.1? 抗干擾能力更強

相比于wifi技術形式，LTE在干擾監(jiān)測、規(guī)避以及控制等方面均有著顯著的應用優(yōu)勢。第一，就干擾監(jiān)測而言，wifi只是支持系統(tǒng)帶寬的提供服務，LTE則可以基于OFDM直載波調(diào)度，導頻設計從而將各個時頻域進行更為詳細地均勻劃分，確保了對信道時頻域改變的跟蹤質(zhì)量，對于干擾監(jiān)測更為可靠靈敏。就干擾規(guī)避層面，LTE有著完備的編碼、重傳以及IRC體系，另外，可以在毫秒時間內(nèi)進行可靠的調(diào)度管控，能夠結(jié)合具體擾動參量，對資源進行動態(tài)式的調(diào)解。一旦發(fā)現(xiàn)干擾參量，則會立即在頻選調(diào)度的作用下對各個終端的參量等進行重新資源配置，優(yōu)先使用干擾小、信道質(zhì)量高的頻率資源。就干擾控制層面而言，LTE具備了全面的功率管控機制，可以更好地完成對整個網(wǎng)絡干擾的管控，例如，ICIC干擾管控算法以及COMP管控機制等，可以有效降低網(wǎng)絡整體干擾影響。

2.2? 移動性更佳

LTE在移動性層面的表現(xiàn)無疑更好于WIFI。Wifi的覆蓋面有限，地鐵在行駛期間需要不斷地重選以及聯(lián)入新的AP，繼而導致的高時延可能會對網(wǎng)絡穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。LTE使用的為無縫切換機制，支持遠距離的使用，高移動特性，可以確保即便地鐵按照每小時200公里的速度運行，其延時依舊可以做到50毫秒以內(nèi)。

2.3? 可靠性更高

其搭載的多級QoS算法確保了整個的網(wǎng)絡核心信息的傳遞可靠性。QoS算法主要于交換機以及路由器等設備中進行整定，其中包含帶寬整定、ACK設置以及優(yōu)先級明確等。于EPS系統(tǒng)內(nèi)，Qos管控等基礎粒度即為EPS承載。同等承載情況下的全部信息流會得到同等的QoS保障，而不等的QoS，則也需要特定的EPS支持。常見的LTE包含九個不同級別的QoS算法，依據(jù)不同的先后等級明確用戶，高級別的得到優(yōu)先支持，而低級別的滯后傳遞。因此，LTE的整個可靠性相較于wifi形式更為可靠。

3.??? LTE在地鐵通信中的應用

3.1? 列車CCTV使用

基于LTE技術可以為列車提供更為高可靠、高清的視頻傳輸服務，能夠完成實時對車輛中的情況的監(jiān)管，為相關職能部門等提供實時動態(tài)影像資料，以更好地應對各種突發(fā)情況。在較為緊急的環(huán)境下，秉持著運行安全的有限原則，支持動態(tài)輔助性提示。列車相關設備接收系統(tǒng)無線傳遞的數(shù)據(jù)信息，并通過處理之后轉(zhuǎn)接至目標車輛，利用列車所搭載的音頻設備等為乘客提供語音播報、視頻演示等多方面信息服務，便于乘客安全、便捷地乘用地鐵。

3.2? PIS高清應用

車載PIS利用LTE提供車地高清視頻傳輸服務，能夠保證在幾乎沒有延時的情況下傳送有關新聞事件、賽事信息以及廣播節(jié)目等等，顯著提升了PIS多媒體的實效性以及平臺的層次性。此外，也可以為乘客提供更為全面，高品質(zhì)的乘用體驗。

3.3? 增值業(yè)務應用

LTE支持高清廣告以及其他公共媒體實施訊息投放服務，可以具象化至各個時間點等開展廣告的投放工作，結(jié)合各個時間點高峰人流情況，對具體需要投放的廣告進行人群細分，以更為科學化的方式完成高效化的管控。

3.4? 語音集群調(diào)度增加視頻應用

TD-LTE視頻集群機制為于語音調(diào)度前提下擴展視頻調(diào)度、遠端監(jiān)測、視頻會議以及智能研究等功用為一體的綜合音視頻集群通訊體系，提升了調(diào)度的實效性以及可靠性。LTE技術的組網(wǎng)靈活度更高，性價比也更有保障，可擴展性更好，業(yè)務能力更強，可以較好地實現(xiàn)對系統(tǒng)擴展性，維護管理以及業(yè)務等各個方面的訴求，也符合未來無線通信技術的發(fā)展方向。車載PIS、CCTV以及語音視頻系統(tǒng)性的調(diào)度無線融合技術優(yōu)勢顯著，此外可以有效減少不必要的成本投入，降低運營維度難度，提增運營廣告收益。

3.5? 其它要點

大跨度覆蓋車地統(tǒng)一設計、車地一網(wǎng)多服務承載設計和專頻上網(wǎng)穩(wěn)定通訊設計進行，對于地鐵通信網(wǎng)絡系統(tǒng)構(gòu)建意義重大，可以較好地提升運營品質(zhì)。另外，于控制中心設置了地鐵網(wǎng)絡系統(tǒng)的核心裝置，利用數(shù)據(jù)信息的彼此交互實現(xiàn)對系統(tǒng)的正體系管控，能夠就各個通訊模塊系統(tǒng)性和可靠性有著一定的積極影響。

在地鐵無線通信系統(tǒng)中引入LTE技術時，首先需要就其無線通信軟件系統(tǒng)以及硬件系統(tǒng)等進行優(yōu)化與完善，隨后，利用LTE技術于地鐵無線通信中開展網(wǎng)絡架構(gòu)建設，針對該系統(tǒng)內(nèi)的網(wǎng)絡架構(gòu)構(gòu)建而言，一般而言使用的為管控中心交換機以及LTE核心網(wǎng)絡設備彼此可靠連接的方式，于隧道區(qū)間選擇的為BBU和RRU組合等形式完成級聯(lián)，基于該樣式連接完成整體各個組成的設置以及設備的聯(lián)系，確保信息能夠始終處于正常可靠以及穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸中。

4.??? 結(jié)束語

由于技術以及環(huán)境等多方面因素制約，一直以來地鐵的通信問題始終是社會大眾關注的重要內(nèi)容，同時，也大大制約了高品質(zhì)地鐵服務。就當下發(fā)展現(xiàn)狀而言，國內(nèi)地鐵LTE技術建設依然處于初步階段，故而，需要進一步加強對于該方面的深入探究，并不斷地實踐以及累積各方面經(jīng)驗。此外，也可以學習借鑒其他發(fā)達地區(qū)的地鐵無線通信技術形式，以更為前沿現(xiàn)代化的理念加強LTE技術和地鐵無線通信業(yè)務的融合，推動地鐵通信行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。可以預見，未來隨著城市軌道交通不斷完善與發(fā)展，無線通信業(yè)務也必將得到全面使用，高度整合語音、視頻以及數(shù)據(jù)等為一體的LTE寬帶數(shù)字集群技術勢必會成為未來地鐵運營管理以及指揮調(diào)度的重要形式。隨著LTE技術的不斷成熟與應用，也同時為其他信息行業(yè)的發(fā)展奠定了重要前提。

參考文獻：

[1]?? 張健.LTE技術承載地鐵CBTC和無線通信業(yè)務應用模式分析[J].城市建設理論研究（電子版），2017（04）：174-175.

[2]?? 張永躍.LTE在地鐵專用無線通信系統(tǒng)中的應用[J].數(shù)字通信世界，2016（2）：14-15.

[3]?? 黃文昕，檀森林.地鐵高可靠LTE無線網(wǎng)絡的設計及應用[J].計算機與網(wǎng)絡，2016，42（017）：69-72.

[4]?? 陳劍鋒.LTE技術在烏魯木齊市地鐵1號線信號系統(tǒng)車地通信中的應用[J].鐵路通信信號工程技術，2015（05）：60-63.