LTE技术新变革轨道交通迎来4G应用

2014-09-20 00:01

　　随着经济发展以及城市化进程的加速，全国各地都在大力发展轨道交通以解决交通拥堵问题，轨道交通逐渐成为人们生活中息息相关的一部分。而城市轨道交通的安全运行和舒适体验，离不开专用的通信系统。

　　专用无线通信作为城市轨道交通中的通信系统必不可少的部分，主要用以车地无线传输，行车指挥调度，日常工作交流，比如传输话音信息，发送与行车指挥相关的命令，获取沿线车站运转的监视信号等等。由于列车在隧道或者地面轨道上高速行进，车辆与监控调度中心之间只能通过无线方式进行通信，因此，安全可靠的无线通信技术显得极为重要。

传统方案弊端浮现

　　当前，城市轨道交通的通信手段主要采用TETRA提供语音调度，WiFi负责列控承载和PIS等数据业务。然而，这种组网方式的弊端，随着近年来多起地铁事故的发生而浮出水面，这对以安全为第一要务的轨道交通行业来说，毫无疑问是不可接受的。

　　WiFi有效覆盖距离一般只有200米左右，这使得地铁沿线需要部署大量密集的热点（AP），不但成本高、故障频繁难维护，且抗干扰性能差（因为WiFi所用的2.4GHz是公用频段），很容易出现频点干扰，给地铁运营留下安全隐患。2012年深圳发生了多起因WiFi信号干扰逼停地铁列车的事件，给我们敲响了警钟。实际应用中还发现，WiFi不能支持高速移动通信，无法提供稳定的数据传输，比如视频监控和媒体播放存在严重的卡顿和马赛克。此外WiFi缺乏信息安全保障机制，容易发生信息泄露，甚至传输命令被篡改，从而引发安全事故。

　　同时在集群业务方面，单纯语音调度已远远不能满足行车调度、日常维修、防灾救护等安全通信的要求了，需要有更多的数据信息尤其是高清图像和视频信息来辅助判断和高效决策，提供可视化的指挥调度。而且，语音调度往往存在漏听、错听，也不能做到有效的管理改进，现在各行各业已经采用数据应用和电子工单逐步协同和补充，比如公共安全行业中的警务通。

　　TETRA系统由于不支持宽带数据业务，不能满足轨道交通日益增长的安全和业务需求，城市轨道交通的通信方式需要新的技术方案。

LTE带来的技术变革

　　现在，LTE让移动通信行业的广泛商用，让轨道交通行业看到LTE相较于TETRA和WiFi，各方面性能都得到极大的提升，尤其是在容量方面实现了无线宽带（百兆速率），覆盖增强（支持100km的覆盖半径），时延降低（小于300ms），移动性提高（能支持500km／h高速），更加安全可靠和快捷通信，可以提供多样化的服务内容，以及更简易的操作和管理。

　　LTE已经成为下一代移动通信的主流演进方向，成熟的产业链和不断优化改进的创新技术，也吸引了行业专网的广泛关注。比如在公共安全领域，采用了2+4的组网（国内为PDT+LTE，美国采用P25+LTE）；比如在智慧城市建设中，广泛采用LTE构建无线宽带和应急指挥网络；比如在UIC组织中，正在研究和制定从GSM-R向LTE演进的技术规范和路线图等等。

　　同时，我国通信标准化协会（以下简称CCSA）制定了基于LTE技术的宽带集群标准B-TrunC和技术规范，融合了集群行业的专业特性要求和LTE的高品质通信能力，为行业专网的应用打下了标准基础。LTE系统采用先进的SDR平台技术，可以提供无线基站的主备、双链路保护、双网覆盖等多种网络容灾能力，全球有千万量级应用，更高的安全保障。

　　可以看到，采用TD-LTE技术实现对城市轨道交通的语音调度、数据传输、图像、视频监控和列控信号传输承载等应用，同时增加轨道特色功能，是未来轨道集群调度的发展趋势。因此，LTE是TETRA、WiFi城市轨道无线系统，以及大铁路GSM-R系统的演进方向，未来所有的轨道无线通信必将在LTE上进行技术融合。

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