McLTE宽带无线多媒体集群系统城市有轨电车综合承载解决方案及应用

文_高凤兴

McLTE宽带无线多媒体集群系统城市有轨电车综合承载解决方案及应用

文_高凤兴

城市有轨电车车地无线需求分析

随着中国城市化进程的不断加深，城市人口空前膨胀，公共交通压力越来越大，城市交通发展面临新的挑战。优先发展城市公共交通是加快交通转型升级、缓解交通拥堵、提升人民群众生活品质的必然要求，是构建资源节约型、环境友好型社会的战略选择。现代有轨电车具有运行可靠、舒适、节能、环保、载客量较大等特点，成为各大中城市打造国家低碳综合交通体系的规划重点，并在上海、天津、苏州、沈阳等地使用，取得了良好的经济和社会效益。

目前国内有轨电车采用的无线通信系统分为两种模式，自建专网或者租用公网。租用公网模式受公众用户的影响，业务的稳定性、可靠性以及安全性均无法保障。自建专网原来采用的TETRA+Wi-Fi来解决语音调度业务和车地之间的数据传输，但是这种方式需要建设两张网络来保证有轨电车的运营，且WiFi系统受到外界干扰情况日益严重，已经无法满足有轨电车未来业务发展的要求，就需要发展更高效、可靠的无线宽带通信系统。

另外，随着有轨电车线网的形成，需要一套能实现各条线路之间互联互通的无线通信系统，才能满足有轨电车网络化的运营需求。

TD-LTE专网系统具备专用频段保护、高带宽、高可靠的抗干扰能力、高效的多业务优先级保障机制高、速移动下的稳定传输等多项优点，非常用来满足城市有轨电车车地无线通信的需求，因此TD-LTE专网服务于城市有轨电车行业势在必行。

信威及McLTE技术简介

北京信威通信技术股份有限公司成立于1995年11月，是我国自主无线通信技术和产业从追赶到跟随，再到超越的跨越式崛起的企业，先后创立了SCDMA（同步码分多址，中国通信标准）、TD-SCDMA（时分同步码分多址，ITU国际标准）、McWiLL宽带多媒体集群系统（ITU国际标准）等多项国家和国际通信标准，拥有无线通信核心发明专利200余项，获得国家科技进步一等奖等多项重大荣誉奖项。

信威专注于行业定制化解决方案和服务提供，二十余年的专业化集成和开发实施经验使信威拥有了一大批对行业需求有着深刻理解的无线通信网络专家。作为核心成员单位，信威承接了“新一代宽带移动通信网”国家科技重大专项“宽带无线多媒体集群系统（BWT）”的研究，并在此基础上于2010年创新研发专网LTE系统—McLTE宽带多媒体集群通信系统。同时作为工信部宽带集群产业联盟（B-TrunC）发起单位，参与制订我国TD-LTE宽带多媒体集群系统标准，并成为首批通过该标准的通信设备厂商。

信威McLTE系统将TD-LTE的高速率、大带宽与数字集群技术中的资源共享、快速呼叫建立、指挥调度等特点进行融合，并融入了信威集团McWiLL技术中长期积累、符合行业应用特点如空分多址、动态信道分配GoS等关键技术，是能同时提供高质量语音，专业级集群、指令调度，宽带数据传输，高清视频监控及调度为一体的新一代宽带多媒体数字集群通信系统。

作为中国城市轨道交通协会会员单位，信威承担了LTE-M系列规范的编制工作，并于2015年底通过了包含列车状态信息静态测试、传输时延测试、丢包性能测试、切换延时性能测试、切换丢包性能测试、LTE-M传输性能测试、综合承载传输性能测试、设备稳定性及单网故障性能测试以及极限性能测试等全部测试内容。测试结果表明：信威McLTE城市轨道交通车地通信系统及设备完全满足轨道交通CBTC系统、列车运行状态监测、CCTV和PIS系统（含紧急文本）等生产业务综合承载的需求。

2016年5月31日，中国城市轨道交通协会发布《关于推荐城轨交通项目新建CBTC系统使用1.8G专网频段和LTE综合无线通信系统的通知》，信威集团凭借McLTE车地无线通信系统的优越性能获选项目设备选型重点推荐单位。

2016年9月8日，中国城市轨道交通协会现代有轨电车分会成立大会暨第一次全体会员会议在苏州召开，信威成为首批会员单位中唯一一家无线通信企业。

McLTE城市有轨电车行业解决方案

系统网络架构说明

McLTE系统采用星型组网，在制中心设备室放置核心网设备、网管终端、调度台、录音录像设备等设备。核心网通过交换机实现信系统、PIS系统、CCTV系统以及其他业务系统的接入，能够实现不同业务之间的隔离和网络安全需求。

在有轨电车沿线的布置基站eNodeB的基带处理单元BBU，基站的射频单元RRU安装于车站、接触网支柱上。BBU与RRU之间通过光纤连接，BBU可连接多个RRU。RRU通过射频电缆与天线连接，天线发射无线信号对正线区间、车辆段、停车等区域进行覆盖。

在列车首尾司机室内安装车载台，用于调度员与司机的集群通信。首尾司机室的车载台通过车载交换机连接，以主备方式工作。

列车上在车头车尾司机室设置LTE网络车载设备：车载接入单元TAU、车载数据存储设备、车载天馈系统和交换机。车载接入单元TAU连接车载交换机，满足列车上信号系统业务、PIS业务、CCTV等业务的接入。各生产业务通过车载接入单元TAU实现车地无线双向数据传输。

移动作业人员可配备多媒体手持终端。

McLTE系统网络拓扑图

系统承载业务说明

利用McLTE无线通信技术更高的带宽、更低的时延、更高的安全性、可靠性等技术特点，能够为有轨电车提供区域无缝覆盖的无线宽带通信网络以及数据、语音、视频、位置四位一体的服务功能，实现有轨电车语音集群调度、车载数据、视频调度、PIS信息系统应用。

语音集群调度

McLTE系统能够满足有轨电车上语音集群调度功能的需求，可以实现单工呼叫、组呼以及双工呼叫的业务。McLTE系统的语音集群的性能可以和TETRA等现有的数字集群系统相媲美，如：呼叫建立时间能够达到300ms 内。因此这种语音业务可以对有轨电车工作人员进行有效的调度，最大化的满足了有轨电车运营需要的调度呼叫业务的需求。

车载列车控制数据

McLTE系统具有强大的数据业务承载能力，可为列车上无线数据终端之间、无线数据终端和固定用户之间提供数据传输功能，包括：行车状态信息、列车设备运行监控数据、调度信息、告警信息等。

车载视频监控（CCTV）

车厢视频监控是对列车内部旅客的状况进行监控，是为了保证列车运行的安全和旅客的安全。McLTE系统以其高带宽、非视距特点，非常适合视频监控应用，针对有轨电车的安全管理的需要，视频监控业务功能可以作为列车人员和设备保障安全、提高工作效率的有力手段。

车载旅客信息系统（PIS）

车载PIS系统可以播放高清视频广播、广告以及紧急信息，为旅客提供生活服务。PIS信息系统对视频的稳定性、格式、时速等有较高的质量要求。而McLTE传输带宽更高、延迟率更低，可以很好的满足PIS系统的需求。

苏州有轨电车1号线线路图

信威城市有轨电车行业应用

苏州有轨电车1号线&2号线&3号线项目

苏州有轨电车1号线是我国第一条真正意义上的现代有轨线路，采用信威宽带无线多媒体集群系统作为城市轨道车地无线通信技术解决方案，全线实现无线信号冗余覆盖。作为全国首个4G标准无线通信技术正式应用于城市轨道交通正线项目，系统设计功能完全满足有轨电车无线列调、PIS（旅客信息系统）、车载视频监控和宽带集群等丰富的有轨电车应用需求。

从2014年10月开始，苏州有轨电车1号线已经正式载客运行2年多，信威宽带无线多媒体集群系统有效的保障了苏州有轨电车1号线稳定高效运行，并正在进行2号线、3号线建设和试运行工作，实现了良好的社会价值和经济价值，得到客户的高度评价。

青岛城阳区现代有轨电车示范线项目

信威宽带无线多媒体集群系统为青岛城阳区现代有轨电车的固定工作人员（调度中心、车辆段调度员等）和移动工作人员（列车司机、防灾人员、维修等移动人员）之间的语音和数据信息交换提供可靠的通信手段：

1. 对调度员及工作人员提供无线调度通信服务功能，确保固定用户与移动人员及移动人员相互之间的可靠语音及数据通信；

2. 集成公务电话软交换功能，确保移动用户、固定用户统一呼叫；

3. 列车行车状态信号承载对保障行车安全、提高运输效率提供重要保证；

4. 车载视频上传，能够满足控制中心对列车行驶过程中出现的突发状况及时掌控现场情况，统一指挥调度；

5. 移动人员能在青岛城阳有轨电车覆盖区域之间自动漫游，以便于有轨电车运营管理应急指挥和部分站点区域等的管理需求。

同时信威根据青岛城阳区现代有轨电车示范线项目实际情况，全线采用室外微基站覆盖，天线架设在沿线的接触网支撑杆上，有效的节约了施工成本、降低了施工难度。

2016年3月5日，青岛城阳区现代有轨电车已正式开通运行，信威宽带无线多媒体集群系统打造的“功能丰富、系统稳定、平战结合”的宽带无线集群通信网络，对行车安全、提高运输效率和管理水平、改善服务质量提供了重要保证。

苏州有轨电车1号线项目现场应用情况

青岛城阳区现代有轨电车示范线线路图

武汉大汉阳项目现场首发试乘仪式

武汉大汉阳有轨电车

武汉市大汉阳地区现代有轨电车试验线全线采用信威宽带无线集群通信系统网络进行无线信号覆盖，为大汉阳现代有有轨电车试验线控制中心、车辆段与正线提供专用的语音及数据通道，实现车辆与控制中心的无线语音通讯及数据传输，并能够在控制中心实现录音。

主要业务包括：无线列调业务、列车信号信息承载、PIS业务和车载CCTV业务。

2016年5月31日，武汉市大汉阳地区现代有轨电车试验线已经开始通车试运行。