探析鐵路通信工程中的無線接入網(wǎng)技術

張盟

中鐵十一局集團電務工程有限公司 湖北 武漢 430070

引言

現(xiàn)階段，鐵路列車不斷發(fā)展，逐步向高速化方向邁進，為了保障行車質(zhì)量，提高行車安全性，實現(xiàn)理想的人機控制效果，需要將運輸效率持續(xù)提升，建立起技術構成相對合理、功能相對完善的通信網(wǎng)。只有這樣，才能將社會信息化進一步推動，在國民經(jīng)濟中，實現(xiàn)通信網(wǎng)效益的充分發(fā)揮，確保鐵路通信工程優(yōu)質(zhì)發(fā)展。

1 鐵路通信工程特征

1.1 覆蓋范圍廣

從地域來講，我國鐵路通信工程具有極高的覆蓋面，位列世界第三，主要是因為幅員遼闊，在各省市中，鐵路是最基本通行方式，設有多個鐵路局，無論是高鐵、普通列車線路都比較廣，在行車期間，會途經(jīng)多個鐵路局。但從現(xiàn)狀來看，因各鐵路局管理模式存在明顯區(qū)別，形式上非常不同，無論是服務人員，還是實際的管理人員，在實際的調(diào)度指揮工作中，沒有統(tǒng)一的標準，變相增加了鐵路通信難度。基于此，想要改進這方面的工作，提高無線通信管理水平，就需要進行統(tǒng)一規(guī)定，增設相關規(guī)則和呼叫方式，在此基礎上，借助地址、路由管理，確保統(tǒng)一通信管理的可行性，有效保證鐵路暢通，為無線通信良好運作提供保障。

1.2 數(shù)據(jù)傳輸

結(jié)合當前鐵路發(fā)展實際看，現(xiàn)行的每一輛火車都已經(jīng)配備了無線通信系統(tǒng)，現(xiàn)實工作中的無線通信系統(tǒng)，可以幫助提高列車語音傳輸效率，這樣就可以進行實時管理，提高整體管理效率，確保列車實際的通行質(zhì)量。現(xiàn)如今，在經(jīng)濟優(yōu)質(zhì)發(fā)展背景下，鐵路無線通信設備功能更加強大，具有顯著的數(shù)據(jù)傳輸功能，在這樣功能的輔助下，不會造成列車行駛階段各類數(shù)據(jù)的丟失，數(shù)據(jù)不僅可以有效收集，還能夠做相應的整理，整理后的數(shù)據(jù)可以作為參考，傳輸?shù)搅熊嚤O(jiān)管部門，這樣既可以保障行車安全，又可以將運行效率提升，在實施有效監(jiān)控的基礎上，提高通信實效性，進一步保證通信效率，確保信息優(yōu)質(zhì)傳輸。

1.3 綜合性

除了上述特征外，鐵路系統(tǒng)綜合性特征同樣非常鮮明。結(jié)合實際情況可知，鐵路工程的運營質(zhì)量受各方面因素的影響，與此同時，在現(xiàn)實使用中，鐵路通信工程系統(tǒng)相對全面和復雜，想要保證優(yōu)質(zhì)的服務并不容易[1]。并且鐵路通信工程覆蓋了車務、電務、工務等多項內(nèi)容，這些都提高了無線通信質(zhì)量要求。在使用中，既要保證無線通信效率，又要想辦法增強無線通信適應性，在此基礎上，滿足不同單位需求，將管理效率與協(xié)作能力全方位提升。

2 無線接入網(wǎng)技術應用優(yōu)勢

在現(xiàn)實應用中，鐵路通信網(wǎng)作用顯著，主要目的是為鐵路相關工作提供優(yōu)質(zhì)服務，確保溝通沒有阻礙，對公務、行車維修等幫助較大，在提供可靠通信的同時，全方位提升運輸效率，保障優(yōu)質(zhì)服務。實踐證明，鐵路通信網(wǎng)在列車安全保障方面優(yōu)勢突出，能夠?qū)崿F(xiàn)高效率運營，屬于區(qū)間移動作業(yè)通信+公務通信的全新移動通信系統(tǒng)。鐵路接入網(wǎng)系統(tǒng)性能相對穩(wěn)定，能夠給鐵路各單位提供高效的信息支撐，為信息管理系統(tǒng)打造多項業(yè)務，像ISDN、自動電話等。無線接入網(wǎng)流程原理見圖1：

其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：①第一組網(wǎng)方式靈活，在現(xiàn)實使用中，能滿足現(xiàn)代通信對高度安全性、可靠性的要求；②無論是接口還是電路配置，都能實施按需配置，能結(jié)合鐵路每站業(yè)務要求實施。在此基礎上，針對同類業(yè)務，盡可能在OLT處，完成向上一級傳輸（在傳輸前，需要交叉整合），從源頭將投資和電路合理、有效減少；③在自動電話業(yè)務中，完成高集成比用戶接入，這是最顯著的優(yōu)勢，不僅能夠滿足現(xiàn)實應用中鐵路自動電話業(yè)務客觀需求，還從源頭控制了成本，降低了整體投資；④在各類數(shù)據(jù)節(jié)點，接入網(wǎng)系統(tǒng)將實現(xiàn)車站文化的全方位傳播以及進行高效率、高質(zhì)量的信息管理，保證較高的適用性。

3 5G通信技術的應用

3.1 多天線技術

MIMO多天線技術在現(xiàn)實應用中，適應能力非常突出，其優(yōu)越性主要集中在：①良好的空間分辨率，這是該項技術應用的重要保障，可以將空間利用效率從源頭提升，借此保證高質(zhì)量的通信。②完成對波束的控制，在現(xiàn)實使用中，需要有效規(guī)避影響因素，避免外界不良影響。在原有技術基礎上，對發(fā)射功率加以控制，想方設法提升功能效率。③在現(xiàn)實工作中，促進編碼效率改善和檢測設備質(zhì)量提升，通過多種途徑，實現(xiàn)抗干擾能力提高。

工作中，為了保證鐵路通信工程質(zhì)量，需要對多天線技術實施研究，研究途徑中需要注意以下幾點：首先，完成信道模型科學建立，在建模之前，深度分析各項參數(shù)，以此作為前提，利用電子設備完成高質(zhì)量的仿真處理。現(xiàn)實中，這部分工作處理難度大，相對復雜，需要完善的技術體系作為支撐。其次，提高空間利用水平，在有限空間內(nèi)，盡可能挖掘更多資源。空分多址，是當前較為先進理念。最后，大量的天線搭建，雖然前期花費較多，但卻可以便于后期通信的維護。

3.2 全雙工技術

現(xiàn)階段，全雙工技術優(yōu)勢顯著，是5G技術應用于鐵路通信工程的一項重要部分，其優(yōu)越性體現(xiàn)在可以實現(xiàn)終端設備的全方位保護，保證信息傳遞質(zhì)量，不受到信號干擾。基于此，在該技術的現(xiàn)實使用中，需要想方設法將干擾的控制問題合理解決，只有這樣，才能保證優(yōu)質(zhì)通信服務[2]。現(xiàn)如今，相對成熟的干擾問題處理技術是數(shù)字域法，具體來說，就是對干擾參數(shù)進行前期分析，在此基礎上結(jié)合獲得的結(jié)論完成干擾消除，經(jīng)過干擾消除后的信息，質(zhì)量更佳。目前所使用的技術，實踐證明，在對干擾加以控制中作用相對突出，借助全雙工技術，鐵路通信質(zhì)量可以得到多角度的保障。

3.3 異構網(wǎng)絡

現(xiàn)如今，通信數(shù)據(jù)不斷增多，這是信息時代顯著特征。數(shù)據(jù)業(yè)務的需求量將長期保持不斷擴張的態(tài)勢，同時伴隨較大的增長幅度。基于此，需要對無線通信提出更精確的要求。為了滿足需要，可以采用密集異構網(wǎng)絡，滿足業(yè)務數(shù)據(jù)增多的需求。實踐證明，該技術覆蓋范圍較廣，可以在根本上完成系統(tǒng)容量的擴充。結(jié)合現(xiàn)實數(shù)據(jù)可知，不同站點在無線網(wǎng)絡后期密度會發(fā)生改變，往往會超出當前較高水平，并且所有的站點距離會呈現(xiàn)出逐漸縮小的趨勢，導致一定范圍內(nèi)，會出現(xiàn)用戶增長的現(xiàn)象，所有的節(jié)點都會和用戶匹配上。與此同時，這項技術的運用，還有鮮明特征，那就是可以促進系統(tǒng)容量提升，借此來增加通信系統(tǒng)靈活性，保證理想的通信效率。

3.4 多載波技術

多載波技術在鐵路通信工程中，同樣存在較大優(yōu)勢，可以促使通信質(zhì)量升級。現(xiàn)實中，OFDM系統(tǒng)頻譜理想，使用效率相對較高，但使用中，因為受到信道的影響，造成了嚴重的干擾問題。基于此，想要將這一問題合理、徹底解決，需要完成高質(zhì)量的保護間隔插入，借助該技術推遲信息發(fā)送時長。另外多載波技術在弱化信息干擾方面，同樣可以發(fā)揮作用，能夠高效解決干擾，但需要注意的是，運用該方法抗干擾時，會嚴重影響子載波，使問題的解決存在局限，可行性有待商榷。與OFDM相比，現(xiàn)階段的多載波技術可靠性還是比較理想的，可以將子載波影響程度和范圍精準控制，將其限定在最小的范圍，在整個過程中，無須任何的花費，可以全方位提升頻譜效率。

結(jié)合研究現(xiàn)狀可知，現(xiàn)如今，鐵路通信要求嚴格，在該領域中，比較棘手的問題就是干擾和頻譜效率，在相關技術應用中，需要結(jié)合鐵路通信實際，選擇相對來說，比較匹配的基礎，將現(xiàn)有技術問題解決。基于這樣的前提，多載波技術具有廣闊前景，將其應用到鐵路通信中，可以滿足不同頻率應用需求。在現(xiàn)實使用中，需要結(jié)合實際需求，以現(xiàn)有的技術作為支撐，能夠增設信道等合理、有效途徑，將各類通信問題規(guī)避，確保通信質(zhì)量穩(wěn)步、持續(xù)提升[3]。現(xiàn)實中，多載波技術的運用，還要輔助濾波器來發(fā)揮功能，為了強化應用效果，需要在實施設計時，聯(lián)系當前鐵路系統(tǒng)運行情況，不斷優(yōu)化通信工程設計方案，保證列車運行的穩(wěn)定，并提高優(yōu)質(zhì)的信息服務，確保安全性。

4 結(jié)束語

綜上所述，站在現(xiàn)有角度來說，鐵路工程建設期間，通信質(zhì)量是前提條件，為了保證優(yōu)質(zhì)的通信，通常使用無線接入網(wǎng)，借此提升鐵路系統(tǒng)整體運行質(zhì)量與通信能力，實踐證明，該技術的興起與大范圍實施，能夠滿足社會需要，提高通行安全。借助無線接入網(wǎng)，將信息傳輸效率穩(wěn)步提升的同時，實現(xiàn)鐵路工程經(jīng)濟效益最大化，合理控制運行成本，從源頭保證鐵路系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)服務，將鐵路通信工程推向全新的高度。