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城市軌道交通車(chē)地無(wú)線(xiàn)通信的應用論文
一、城市軌道交通車(chē)地無(wú)線(xiàn)通信的應用要求
以地鐵的無(wú)線(xiàn)通信需求為依據，可具體分為數據、語(yǔ)音、服務(wù)、控制、安全等類(lèi)的信息。城市軌道交通車(chē)地無(wú)線(xiàn)通信的應用要求可概括為如下幾點(diǎn)：
�。�1）要求擁有大帶寬的傳輸能力，可順利完成各種語(yǔ)音以及視頻業(yè)務(wù)，更好地適應地鐵系統的帶寬需求，劃分各種等級的業(yè)務(wù)，體現出信息傳輸的選擇性，即是主次分明。
�。�2）擁有高速移動(dòng)性，目前我國的地鐵時(shí)速大約為80km/h，要求車(chē)地無(wú)線(xiàn)通信可滿(mǎn)足在此時(shí)速之下的穩定傳輸需求，同時(shí)要求其具備足夠的發(fā)展余地，可滿(mǎn)足日后地鐵時(shí)速高達120km/h的傳輸需求。具備一定的先進(jìn)性，保證其核心技術(shù)在未來(lái)的30年之間不會(huì )被完全淘汰，系統標準化鮮明，滿(mǎn)足相關(guān)的國家標準，適應產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展需求。
�。�3）具有高度的可實(shí)施性，適應高架、隧道、軌道交通地下等特殊場(chǎng)合的實(shí)施需求，預留后期工程系統擴容的余地。
二、城市軌道交通車(chē)地無(wú)線(xiàn)通信應用的系統方案
1總體方案
該系統采用的是TD-LTE系設備，以4級架構的形式進(jìn)行設置，分別是中心級、車(chē)站級、區間級、車(chē)輛級。其中，中心級擔任TD-LTE核心網(wǎng)設備角色，車(chē)站級是BBU設備，區間級是RRU設備，車(chē)輛級則是TAU設備。在區間覆蓋方面，該系統采用的是合路方式，即是區間覆蓋結合民用通信區間漏泄電纜，有助于擴大TD-LTE車(chē)地無(wú)線(xiàn)信號在隧道區間內的覆蓋率。
2控制中心方案
在控制中心設置一套網(wǎng)管設備以及TD-LTE核心網(wǎng)，以乘客信息系統核心交換機連接，依靠專(zhuān)屬的通信傳輸系統所提供的以太網(wǎng)（ethernet）通道實(shí)現與各個(gè)車(chē)站的BBU相互連接。同時(shí)連接控制中心FAS、控制中心PIS的心互聯(lián)接口，車(chē)輛內的全部FAS信息與檢測信息均通過(guò)TD-LTE車(chē)地無(wú)線(xiàn)通信系統傳輸到控制中心核心網(wǎng)之上，隨后再通過(guò)PIS實(shí)現轉發(fā)，傳輸至車(chē)輛維修中心以及控制中心FAS。
3車(chē)站與隧道方案
車(chē)站乘客信息系統跟數據交換機相互連接，同時(shí)在車(chē)站內設置一套BBU設備，以光纖為連接載體，實(shí)現與區間RRU的相互連接。RRU的主要作用是接收車(chē)輛TAU信息，隨后再經(jīng)過(guò)車(chē)站BBU乘客信息系統以及專(zhuān)用通信傳輸系統，將所接收的車(chē)輛TAU信息傳輸到控制中心之上。將合路器設備設置在隧道之內，整合TD-LTE車(chē)地無(wú)線(xiàn)信號與各個(gè)電信運營(yíng)商的無(wú)線(xiàn)信號，隨后饋入區間民用漏泄電纜之內，實(shí)現無(wú)線(xiàn)信號傳輸，以期覆蓋整個(gè)區間。
4車(chē)載與車(chē)輛段方案
將兩套TAU設備分別安裝在列車(chē)的兩端司機室，并且在車(chē)頂的位置加裝一套TAU天線(xiàn)設備，連接車(chē)輛控制總線(xiàn)、車(chē)載乘客信息系統、車(chē)載視頻等。在此基礎下，車(chē)輛的全部信息，包括檢測信息、視頻畫(huà)面等均可實(shí)現上傳至控制終端，同時(shí)接收PIS的多媒體播放信息。針對全部的車(chē)輛段均設置天饋系統、BBU、RRU，以期將整個(gè)地面場(chǎng)區進(jìn)行覆蓋，包括運用檢修庫、出入段線(xiàn)等。
三、城市軌道交通車(chē)地無(wú)線(xiàn)通信的應用測試
�。�1）RRC建立成功率。進(jìn)行信號業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )服務(wù)質(zhì)量的測試，包括TAU與RRC的連接成功率，經(jīng)測試，RRC建立成功率為100%。
�。�2）ERAB建立成功率。對ERAB與TAU的建立成功率進(jìn)行測試，經(jīng)測試，ERAB建立成功率為100%。
�。�3）切換成功率測試。計算總切換的次數與成功的次數比值，＞97%視為正常，經(jīng)測試，在列車(chē)運動(dòng)的狀態(tài)下，切換成功率達到98%以上。
�。�4）單用戶(hù)上行吞吐率測試。經(jīng)測試，單用戶(hù)上行吞吐率最小為6.5Mbit/s，最大為8.2Mbit/s，平均為7.4Mbit/s。
�。�5）單用戶(hù)下行吞吐率測試。經(jīng)測試，單用戶(hù)行吞吐率最小為6.1Mbit/s，最大為13Mbit/s，平均為8.5Mbit/s。
�。�6）切換時(shí)延測試。所謂的切換時(shí)延，即是在進(jìn)行切換操作的過(guò)程當中，移動(dòng)臺切換至通信鏈路的所需時(shí)間，控制面的合理切換時(shí)延為50ms，而用戶(hù)面則是控制面的兩倍左右。
四、結語(yǔ)
綜上所述，TD-LTE技術(shù)在城市軌道交通專(zhuān)網(wǎng)當中具有高度的應用價(jià)值，克服了地鐵的電磁環(huán)境，實(shí)現了大帶寬傳輸以及高速移動(dòng)的重要目的，完成了多業(yè)務(wù)承載，有助于搭建可靠的地鐵車(chē)地無(wú)線(xiàn)通信傳輸平臺。當前，TD-LTE技術(shù)已經(jīng)突破了支持集群調度通信系統的技術(shù)難關(guān)，因此，TETRA被TD-LTE技術(shù)所取代是大勢所趨，有助于打破地鐵內部各個(gè)系統之間所存在的連接障礙，促進(jìn)資源整合，以期全面提高我國城市軌道交通車(chē)地無(wú)線(xiàn)通信的應用水平。
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