针对LTE技术运用到地铁无线通信的探索

王泽

摘要：随着时代飞速发展，人们生活节奏越来越快，与此同时，对于通讯等方面的要求也越来越高。地铁是现代都市人们出行的主要方式之一，由于其绝大多数情况位于地底，由此通信质量一直受到社会的关注。故本文就LTE技术与地铁无线通信联合应用展开讨论。

关键词：地铁;无线通信;LTE;

0引言

地铁已然是当下人们出现主要交通工具形式之一[1]。就地铁系统而言，唯有不断地改良以及提升其自身系统，对各个配套基础进行提升才能够为乘客带来更好的乘用体验[2]。就当下实际情况而言，其它方面的技术研究已然比较深入，且发展也比较完善，但对于无线通信方面的研究却并不多[3]。为了进一步提升地铁服务质量，有必要就LTE技术与地铁无线通信技术融合进行探究[4]。

1.    LTE技术含义

LTE即长期演进技术形式，其主要以3G为基础进一步演化而来，是位于3G和4G之间的一种典型的过渡性的技术形式。相较于传统3G技术，LTE完成了对空中介入技术等方面的创新与改革，提升了3G空中联入的实现可行性，并基于MIMO和OFDM成为了无线网络的发展标准之一。与以往的3G网络技术对比，LTE网络模式有着一定的优势性，第一，该网络形式有着超高的数据传输速度，可以完成分组传递大数据，减少网络延迟，另外该技术的覆盖空间相比于其他网络，也更为广泛，可以实现对下的进一步网络融合。故而，该技术也被业内学者认为是3G网络技术向着4G网络技术发展的重要转折点。但就现阶段而言，绝大多数的运营商在LTE的认识均是正面的，而这对于该技术的未来深入发展意义重大。

2.    LTE技术的应用特点

2.1  抗干扰能力更强

相比于wifi技术形式，LTE在干扰监测、规避以及控制等方面均有着显著的应用优势。第一，就干扰监测而言，wifi只是支持系统带宽的提供服务，LTE则可以基于OFDM直载波调度，导频设计从而将各个时频域进行更为详细地均匀划分，确保了对信道时频域改变的跟踪质量，对于干扰监测更为可靠灵敏。就干扰规避层面，LTE有着完备的编码、重传以及IRC体系，另外，可以在毫秒时间内进行可靠的调度管控，能够结合具体扰动参量，对资源进行动态式的调解。一旦发现干扰参量，则会立即在频选调度的作用下对各个终端的参量等进行重新资源配置，优先使用干扰小、信道质量高的频率资源。就干扰控制层面而言，LTE具备了全面的功率管控机制，可以更好地完成对整个网络干扰的管控，例如，ICIC干扰管控算法以及COMP管控机制等，可以有效降低网络整体干扰影响。

2.2  移动性更佳

LTE在移动性层面的表现无疑更好于WIFI。Wifi的覆盖面有限，地铁在行驶期间需要不断地重选以及联入新的AP，继而导致的高时延可能会对网络稳定性产生一定的影响。LTE使用的为无缝切换机制，支持远距离的使用，高移动特性，可以确保即便地铁按照每小时200公里的速度运行，其延时依旧可以做到50毫秒以内。

2.3  可靠性更高

其搭载的多级QoS算法确保了整个的网络核心信息的传递可靠性。QoS算法主要于交换机以及路由器等设备中进行整定，其中包含带宽整定、ACK设置以及优先级明确等。于EPS系统内，Qos管控等基础粒度即为EPS承载。同等承载情况下的全部信息流会得到同等的QoS保障，而不等的QoS，则也需要特定的EPS支持。常见的LTE包含九个不同级别的QoS算法，依据不同的先后等级明确用户，高级别的得到优先支持，而低级别的滞后传递。因此，LTE的整个可靠性相较于wifi形式更为可靠。

3.    LTE在地铁通信中的应用

3.1  列车CCTV使用

基于LTE技术可以为列车提供更为高可靠、高清的视频传输服务，能够完成实时对车辆中的情况的监管，为相关职能部门等提供实时动态影像资料，以更好地应对各种突发情况。在较为紧急的环境下，秉持着运行安全的有限原则，支持动态辅助性提示。列车相关设备接收系统无线传递的数据信息，并通过处理之后转接至目标车辆，利用列车所搭载的音频设备等为乘客提供语音播报、视频演示等多方面信息服务，便于乘客安全、便捷地乘用地铁。

3.2  PIS高清应用

车载PIS利用LTE提供车地高清视频传输服务，能够保证在几乎没有延时的情况下传送有关新闻事件、赛事信息以及广播节目等等，显著提升了PIS多媒体的实效性以及平台的层次性。此外，也可以为乘客提供更为全面，高品质的乘用体验。

3.3  增值业务应用

LTE支持高清广告以及其他公共媒体实施讯息投放服务，可以具象化至各个时间点等开展广告的投放工作，结合各个时间点高峰人流情况，对具体需要投放的广告进行人群细分，以更为科学化的方式完成高效化的管控。

3.4  语音集群调度增加视频应用

TD-LTE视频集群机制为于语音调度前提下扩展视频调度、远端监测、视频会议以及智能研究等功用为一体的综合音视频集群通讯体系，提升了调度的实效性以及可靠性。LTE技术的组网灵活度更高，性价比也更有保障，可扩展性更好，业务能力更强，可以较好地实现对系统扩展性，维护管理以及业务等各个方面的诉求，也符合未来无线通信技术的发展方向。车载PIS、CCTV以及语音视频系统性的调度无线融合技术优势显著，此外可以有效减少不必要的成本投入，降低运营维度难度，提增运营广告收益。

3.5  其它要点

大跨度覆盖车地统一设计、车地一网多服务承载设计和专频上网稳定通讯设计进行，对于地铁通信网络系统构建意义重大，可以较好地提升运营品质。另外，于控制中心设置了地铁网络系统的核心装置，利用数据信息的彼此交互实现对系统的正体系管控，能够就各个通讯模块系统性和可靠性有着一定的积极影响。

在地铁无线通信系统中引入LTE技术时，首先需要就其无线通信软件系统以及硬件系统等进行优化与完善，随后，利用LTE技术于地铁无线通信中开展网络架构建设，针对该系统内的网络架构构建而言，一般而言使用的为管控中心交换机以及LTE核心网络设备彼此可靠连接的方式，于隧道区间选择的为BBU和RRU组合等形式完成级联，基于该样式连接完成整体各个组成的设置以及设备的联系，确保信息能够始终处于正常可靠以及稳定的数据传输中。

4.    結束语

由于技术以及环境等多方面因素制约，一直以来地铁的通信问题始终是社会大众关注的重要内容，同时，也大大制约了高品质地铁服务。就当下发展现状而言，国内地铁LTE技术建设依然处于初步阶段，故而，需要进一步加强对于该方面的深入探究，并不断地实践以及累积各方面经验。此外，也可以学习借鉴其他发达地区的地铁无线通信技术形式，以更为前沿现代化的理念加强LTE技术和地铁无线通信业务的融合，推动地铁通信行业的可持续发展。可以预见，未来随着城市轨道交通不断完善与发展，无线通信业务也必将得到全面使用，高度整合语音、视频以及数据等为一体的LTE宽带数字集群技术势必会成为未来地铁运营管理以及指挥调度的重要形式。随着LTE技术的不断成熟与应用，也同时为其他信息行业的发展奠定了重要前提。

参考文献：

[1]   张健.LTE技术承载地铁CBTC和无线通信业务应用模式分析[J].城市建设理论研究（电子版），2017（04）：174-175.

[2]   张永跃.LTE在地铁专用无线通信系统中的应用[J].数字通信世界，2016（2）：14-15.

[3]   黄文昕，檀森林.地铁高可靠LTE无线网络的设计及应用[J].计算机与网络，2016，42（017）：69-72.

[4]   陈剑锋.LTE技术在乌鲁木齐市地铁1号线信号系统车地通信中的应用[J].铁路通信信号工程技术，2015（05）：60-63.