CBTC车-地无线通信系统的研究与应用

◎许小磊



CBTC车-地无线通信系统的研究与应用

◎许小磊

我国城市轨道交通多采用无线CBTC系统，但随着无线电磁环境的不断改变，CBTC车—地无线通信系统运行中的干扰问题逐渐加剧，因此，当前强化对该系统的研究和改进十分必要。本文对无线CBTC系统的组成与功能进行了介绍，对其应用现状及现有问题进行了分析，并对目前CBTC车—地无线通信系统的研究热点和应用前景进行了论述，以供参考。

无线CBTC系统组成

如图1所示，无线CBTC系统主要由无线移动通信系统、列车定位子系统、列车控制系统组成。无线移动通信系统主要是进行车地通信，在移动的列车和地面控制设备之间实时双向传输行车信息，由无线车-地通信技术提供技术保障。CBTC系统的车-地通信可分为点式传输和连续式传输，无线CBTC属于连续式传输，传输媒介主要有：裂缝波导管、无线电台、漏缆等，其中，漏缆和无线电台在城市地铁中的应用较为广泛。

CBTC车-地无线通信系统应用现状

目前城市轨道交通CBTC车地无线传输主要采用基于802.11系统协议的WLAN 在2.4 GHz（或5.8 GHz）频段组网。即采用通用制式、公共频段组网，受此频段内设备功率限制，无线CBTC系统的组网结构也受到了一定的限制，加之公共频段内，大量乘客所携带的大量频点不受管控的移动通信设备均在城市轨道交通系统内使用，无疑对CBTC的车-地无线通信造成了显著的干扰，进而扰乱地铁列车的运行秩序，增加了轨道交通系统的安全风险。

CBTC车-地无线通信系统的研究与应用现状

通信制式的选择。目前能够满足地铁无线通信需求的通信体制都已进一步的演进，向LTE方向发展，因此地铁无线CB TC系统宜选用LTE体制。此外，由于目前国内LTE设备厂家多能提供完整专用频段的专用LTE系统产品，加之国家对LT E的政策引导，认为宜采用TD-LTE。

通信频段选择与频点划分。首先，不适用公共频段能够避免大量移动终端设备和电信基站的干扰，同时，不适用国外公共频段或运营商计划适用的频段，能够避免受“水货”手机信号的干扰，进而避免了相应的通信风险。对此，可借鉴公安或铁路系统的先例，采用电信管理部门所分配的专用频段。

此外，无线CBTC系统频段和频点的分布还应充分考虑地铁内已有的无线系统，避免产生相互干扰。根据国内地铁无线通信现状，认为选择1∶4 GHz或1.8 GHz频段是较为理想的，此外，根据传输宽带条件和LTE系统特性，认为宜选择1.5 MHz或3 MHz频点组网。

采用LTE组网。根据TD-LTE的特征，以及网络单小区激活终端少，尤其是小区切换边缘可能仅有1个激活用户的情况，认为采用同频组网是最能够节约频点资源的一种组网策略。为了满足无线CB TC系统的冗余传输需求，应跨频段组网建2张网，

例如可在400 MHz和1.4 GHz频段同时组建2张网，均用于无线CBTC系统内的车-地无线传输，这种做法可大大提升无线CBTC系统内信号传输的安全性和稳定性。基于上述思路，可组建一个基于TD-LTE的CBTC车-地无线双层传输网，其结构如下图所示。

总之，为了CBTC车—地无线通信的抗干扰能力和可靠性，目前越来越多的专家学者和城市轨道交通通信技术人员开始对CBTC通信制式、频段、频点、组网方式等问题进行研究，对CBTC车-地通信系统的应用和改进提供了不少可行的思路。此外，无线电管理部门应为无线CBTC通信系统的应用和改造给予一定的支持，以进一步接触该系统通信中的干扰因素，为提升城市轨道交通运输安全性和可靠性创造有利的条件。

（深圳市地铁集团有限公司）

图1无线CBTC系统组成

图2基于TD-LTE的CBTC车-地无线双层传输网