关于长期演进(LTE)技术在地铁无线通信中的应用分析

朱祎

摘要：本文主要分析了长期演进技术，也就是LTE在地铁无线通信中的应用现状，重点介绍了长期演进技术的优势，并且在综合分析了LTE在地铁无线通信中的应用，它不仅可以进一步满足地铁无线业务各方面的需求，还可以在车载闭路电视、车载乘客信息系统体积语音视频综合调度等多个方面进行全方面的发展，从而有效提高地铁无线通信功能。通过对该装置的研究和分析，可以进一步清晰长期演进技术的重要性，实现网络全面优化。

关键词：长期演进技术;地铁无线通信应用;有效结合策略分析

随着我国经济的发展以及社会的进步，当前各种无线通信技术在轨道交通行业的应用越来越广泛，并且还具体针对无线业务的不同需求，进一步提出基于长期演进技术的相关CBTC（基于通信的列车）、车载PIS（乘客信息系统）、车载CCTV（闭路电视）以及语音视频综合调度三网合一的具体方案，以此来进一步完善长期演进技术的网络架构。除此之外，还结合地铁业务具体对这一技术的优势和应用条件进行明确，在地铁这一行业中有着广阔的未来。

1.长期演进技术的应用优势分析

首先，是LTE的抗干扰技术。这主要体现在长期演进技术与无线网络相比无论是抗干扰能力、干扰检验以及测试还是干扰规避、干扰管控等方式都更胜一筹。在对抗干扰检验以及测试的过程中，对层次进行解析，可以发现长期演进技术最明显的优势不仅体现在可以对系统宽带的不同级别进行准确识别，并且还可以对信号的强度进行进一步的检测和反馈。之后还可以对OFDM直载波作为媒介而对不合适的地方进行调整，从而确保导频设计强化时可以确保频域配置可以有均匀性，这样在之后的情境中进行频域变动时就可以更加准确的追踪，也可以确保数据的及时性和准确性。在之后对干扰的避免层上，长期演进技术也更加具有优势，它不仅有着较为完善的编码、重传以及干扰抑制合并等体制，之后还可以具备调度机制。不仅如此，长期演进技术还可以应用频选进行相应的吊证，将干扰能力降到最低。但是，在无线网络运行过程中，只能进行固定式、系统带宽级的信道择选效果，因此就会在之后频点数目的选择上没有安全性，其他功能也没办法更加完全的体现出来。其次，是长期演进的高移动性。长期演进技术在移动性方面有着明显的优势，并且还可以确保地铁列车在行驶过程中网络接入的安全性和稳定性。之后，还可以在长期演进技术中具体应用无缝切换算法以及远距离覆盖等方式提高地铁的运行速度。面对城市化建设脚步的不断加快，城市轨道交通建设也实现了突破性发展。并且，人们生活水平的提升对出行品质也提出更高的需求，更加重视出行的安全和舒适。因此，就需要长期演进技术应用到地铁无线通信中，提高地铁的服务质量。

2.在CBTC中LTE技术的应用探讨

通常情况下，CBTC和PIS系统选择了WLAN或LAN与泄露电缆进行有效组合，并对产品链和技术的整体水平给予了综合考虑。在CBTC中引入LTE技术取得了比较好的应用效果，下面将会从安全机制、数据丢包率和接入延时等方面给予全面、系统的分析。

2.1安全机制

在CBTC系统中，用户所有操作均可以通过密钥认证和协商过程给予实现，其一般涉及到完整性密钥和加密密钥两个过程。通过用户鉴权中心AUC和全球识别卡USIM可以完成对所共有密钥的计算工作，以确保能够从两个基本密钥中获取父密钥，并借助此密钥来获取其他各层所需子密钥。实际上，借助分层推衍方式，能够使上下级密钥被泄露的风险大大降低。在LTE中，对于AKE鉴权选择了Milenage计算方法，并且具有与UMTS相同的鉴权方式，可以通过鉴权机制的整体优势，来实现UE和网络侧门的双向鉴权。在地铁无线网络通信过程中，双向鉴权对不良伪基站的攻击具有比较好的抵抗性。另外，密钥长度也会在一定程度上提高破解难度，以期满足CBTC安全性要求。

2.2丢包率

在进行测试工作中，丢弃数据包在发送数据包中占比称为丢包率。相关调查和测试得知，在国外4G网络中，LTE技术具有比较大的丢包率，其平均丢包率超过了30%，此时就需要采取有效促使来改善CBTC的安全性和稳定性。

2.3接入延时

在接入延时方面，LTE 技术的实际表现如下：在用户面单项传输过程中，控制面的时延<5ms时将会被激活，并将其原有的睡眠状态转化为时延<50ms，并且确保两种状态间所产生的迁移时间<100ms，同时要求中断用户面时间<100ms。结合相关延迟测试结果得子，LTE 技术的应用可以满足大多数地铁无线通信应用需求，主要有VoIP、视频流媒体和高清IPTV等，以此来提高地铁无线通信效率。

3.长期演进（LTE）技术在地铁无线通信中的具体应用

首先，就是地铁对于长期演进技术的需求。长期演进技术可以为车载CCTV提供更加高质量、清晰度更高的视频传输效果，同时还可以确保列车在运行过程中乘客的使用情况不受影响。并且还可以对车厢内各种问题的发生进行监控，对当前监控录像进行实时传输，并且还是动态图像。在这种情况下，各种突发事件也可以及时处理，提高治安水平。当列车在运行过程中出现突发问题时，还需要根据具体的显示情况来进行及时的调整，以此来确保运营的安全性和稳定性。之后，还可以使用长期演进（LTE）技术，帮助设备准确、及时的受到系统发出的指令，帮助乘客在突发问题发生时还可以得到正确的引导，确保出行安全。另外，就是地鐵通信技术所要求的高清需求。当人们的需求不断提升时，就需要进一步缩短视频的延时，并且通过提供不同类型的节目来满足乘客的不同需求。之后，还需要满足增殖业务需求。也就是利用长期演进技术来确保视频数据传输过程中的质量和时间。还需要根据不同人群、客流量之间的不同进行分析，在此基础上进行广告投放的类型和具体分布，从而提高广告投放的效率。这不仅可以带来经济效益，还可以进一步降低运行的成本。其次，就是效益分析。对于长期演进（LTE）技术而言，可以在地无线通信系统的发展过程中不断提高轨道交通系统的整体发展水平，并且还可以进一步提高服务质量。之后，还可以通过这一方式来提供优质服务的平台，也就是通过全新平台的运营来为乘客准确提供相关地铁运营信息，包括时刻表在内的服务。之后，还可以逐渐融入公共资讯、时事新闻、娱乐新闻等内容，从而对地铁的服务实现新一阶段的提升。除此之外，长期演进（LTE）技术还可以进一步提高用户的数据传输效率，进而提高整个系统的容量，从而实现更加广泛的信息覆盖，通过这一措施，也可以达到降低运营成本的目标。不仅如此，长期演进技术的车-地无线通信系统还可以在相关基础建设不断完善的基础上，通过像广告增殖服务等方式来进一步提高地铁的服务质量，不断提升相关行业的经济效益。具体情况如下表 1所示：

结束语

综上所述，对于长期演进技术而言，有着其他技术所不能替代的优势和特点。因此，就需要在地铁具体应用的过程中对无线通信进行维护和管理，并且还需要在之后系统扩展性和业务要求方面提供更加完善的帮助，以此来满足无线通信技术在发展中具备适应性。之后，还需要在车载CCTV、车载PIS以及语音视频等方面实现更加综合的调度，从而将长期演进技术应用优势体现出来。这样不仅可以减少成本投入，还可以进一步降低维护工作量，提高效益。

参考文献

[1]刘默，张玉娟，葛隽. 长期演进（LTE）技术在地铁无线通信中的应用分析[J]. 数字化用户，2017，23（26）：15.

[2]杨瀚程. 长期演进（LTE）技术在地铁无线通信中的应用——评《现代地铁民用无线通信》[J]. 现代雷达，2021，43（3）：后插1.