轨道交通中无线通信技术的应用

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在应用无线通信技术开展轨道交通的通信以及信号业务时，要充分掌握随着我国城市化进程的快速推进，轨道交通的发展愈发迅猛，很多大中型城市中都开展了大规模的建设施工。而在轨道交通的通信以及信号业务中，由于无线通信技术的不断进步和广泛应用，轨道交通中的自控系统研发成为未来主要的发展方向之一。文章将对轨道交通在其通信以及信号业务方面的具体特点进行分析，并对相关无线通信技术在轨道交通通信以及信号业务中的实际应用进行探讨。

随着我国现代化城市建设的不断发展，轨道交通已经成为重要的交通方式，而其车地无线通信系统对于保证轨道交通安全、为城市居民提供更加舒适便捷的交通工具都具有十分重要的意义。在应用无线通信技术开展轨道交通的通信以及信号业务时，要充分掌握在我国发展轨道交通的过程中，为了给用户提供更加舒适安全的乘车体验、提高管理的质量以及运营效率，需要保证车地间能够实现高效、稳定可靠和更加安全的通信。目前在我国的轨道交通系统中，无线通信技术主要涵盖了公安通信、专网无线以及公网无线这几大类。由于现代轨道交通车辆的行使时速已经能够达到80km/h，因此，要保证地面与车辆要能够在高速移动条件下实现通信信号的快速接入和实时传输，这对于无线信号的抗干扰能力以及带宽的适应性等方面都提出了更高的技术要求。随着我国无线通信相关技术的不断进步，其带宽以及信号传输能力都有了明显的提高，新型网络信息技术的应用为无线通信技术在轨道交通通信以及信号业务中的应用奠定了良好的基础。在具体的技术应用方面，要准确把握轨道交通对于车地无线通信以及相关通信和信号传输业务的实际需要，合理选择相应的技术设备，提高我国轨道交通无线通信的质量和水平。

1我国轨道交通系统在通信信号领域应用无线通信技术的基本概况

随着我国城市公共交通系统的现代化建设的不断扩大，轨道交通已经成为其中的重要组成部分，而在轨道交通系统中的无线通信技术既是保证轨道交通正常运行的基础性技术手段，同时也将成为通信技术发展的主要趋势之一。通过无线通信技术的应用，可以为轨道交通开展车辆无线系统、车地无线、无线调度、车地通信信号系统的建设、民用、消防、警用等无线系统以及乘客信息等多种无线通信建设提供技术支持，从而实现车载视频监控、自动化的信息传输以及检测等各种业务。在城市轨道交通中，其车地无线通信主要分为专用以及非专用这2大类业务类型。其中民用通信、政务、消防以及公安等业务均属于非专用类业务，需要对轨道交通的无线覆盖介质进行共享整合，在规划建设中最好是采取多网融合的技术手段来进行无线通信空间的建设。但是由于我国的城市轨道交通比较复杂，既要保证无线通信空间能够跨网实现综合性的业务功能，又要充分考虑通信信号的覆盖范围、资源共享以及系统维护等方面的要求，因此，必须加强无线通信技术的发展应用。

2轨道交通无线通信业务的通信信号业务分析

2.1轨道交通通信信号业务的主要特点

轨道交通的通信信号业务主要包括列车控制信号的传输、车载视频以及监控信号的传输、车辆运行状态信号的传输以及其他视频广告等相关运营信号的传输。以上这4类通信信号业务大多都需要在高速移动条件下进行无线通信，其数据传输对于实时性以及业务的优先级别都有较高的要求。同时，轨道交通无线通信信号业务在抗干扰能力方面有较高的要求，特别是控制列车的通信信号业务，必须严格避免无线通信系统对其产生干扰。对轨道交通通信信号业务进行标准调整时，可以将正常的无线数据传输标准作为调整依据。

2.2根据需求不同对业务模型进行分类

在应用无线通信技术开展轨道交通通信信号业务时，首先应根据相关的行业标准以及业务模型的不同来对业务需求进行分析，并按照实际的业务模型需求来进行技术应用。保证轨道交通的运行安全是应用无线通信技术的基本前提。一些双向业务对于传输带宽、传输的稳定性以及即时性都有较高的要求，因此，可以选择较高标准的无线通信协议。而对于比较容易受到干扰的通信信号业务则应相应的提高业务等级。一般来说，车地无线通信系统的通信信号业务对于需求度以及安全级别有较高的要求，因此，应选择专用的无线承载频率，或者研发相应的承载数据，从而减少不同的通信信号业务之间所产生相互干扰。

2.3无线通信技术在轨道交通中的实际应用

现阶段在轨道交通系统的通信以及信号业务中所主要应用的无线通信技术主要包括2种，即WLAN技术和LTE技术，这2种技术也是无线通信技术主要的发展方向。

2.3.1轨道交通中的WLAN通信技术应用

WLAN技术也就是无线局域网技术，其目前在实际应用中主要以802.11ac为基础进行信号通信。在实际应用于轨道交通系统时，由于轨道交通系统能够为无线频段2.4、5.1、5.8GHz提供支持，因此，其主要工作频段可以直接使用ISM公用频段，不需要提出专项的使用申请，只需报备即可。由于WLAN技术主要以数据链路层作为其基础网络架构，且其调整方式主要采用的是256-QAM，其在静止条件下的传输速率能够达到1Gbit/s以上，当轨道列车处于运行状态下是，也能够保证300Mbit/s的实际传输速率，能够为轨道交通的通信信号业务提供较强的带宽支持。但该技术在实际应用中存在着一定的局限性，由于其采用非对称的双向网络架构，而系统接入则主要采用的是竞争模式，因此，很难对业务接入的带宽进行有效控制，在一定程度上影响了通信信号业务的可靠性。

2.3.2轨道交通中的TD-LTE通信技术应用

而TD-LTE技术则主要通过综合运用MIMO以及OFDM等多项通信技术，实现了传输速率以及频谱效率的明显提高。在轨道交通的实际运行环境下，其在实际应用中的通信主要使用1.8GHz频段。由于轨道交通系统只能为其1.8GHz这一频段提供支持，因此，该技术应用在轨道交通系统的通信信号业务领域时，其选择性受到了较大的限制，而且由于1.8GHz频率在使用前还需要专项申请。不过专用频率的优点在于其在实际应用的过程中较少受到其他频段的干扰，有利于提高数据传输的可靠性。同时该技术在应用中主要采用的是非对称的双向网络架构，其上行使用的分多址主要是单载波频，而下行则使用的分多址则主要是正交频，具有更加灵活的适配性，进一步提高了其应用范围。此外，该技术在采用了时分双工的基础上，还综合运用了时钟同步系统，从而有效提高了业务的保障能力。

3无线通信技术在轨道交通系统中的承载通信以及信号业务特点

3.1业务需求不高时的技术特点

如果轨道交通列车对于控制信号的带宽需求不高时，可以在应用无线通信技术时采用建设车地独立无线网络的方式，并利用LTE技术，通过1.8GHz专用频率进行信号传输。同时采用双网组网模式来构成冗余配置。其具体建设思路为：采用EPC独立双核心或者单核心的热被模式来建设无线通信系统的控制中心，提高通信系统的安全性。同时在车站应设置以太网交换机和相关的BBU装置各两套，为信号处理奠定良好的硬件条件。此外，应在区间轨道旁进行独立泄漏电缆的铺设，并与TETRA系统形成合路，从而构成无线覆盖的冗余介质。再根据RRU的实际覆盖范围以及漏缆的具体布局情况来进行RRU的设置，以实现无线信号的全面覆盖。在列车的车头以及车尾部分，应根据车载信号设备的性能配置一或两套终端设备，从而完成车载无线通信系统的冗余配置。

3.2业务需求较高时的技术特点

由于轨道交通的车辆运行状态信息传输、车载监控视频以及视频广告等相关的运营信息业务对带宽的需求比较高。因此，在应用无线通信技术时应充分考虑其建设成本，可以综合采用车地无线网络通信承载模式进行系统建设。实际应用时则主要采用WLAN技术，并选择5.8GHz的工作频率来进行单网组网。其主要的建设思路为：在系统的控制中心应配置单核心装置以及关键性的电源、管理等热备模块，从而提高系统的安全性。在车站则只需要配备一套以太网交换机以及相关设备，就可以实现无线通信设备的接入以及覆盖。由于该系统采用的主要是无线5.8Ghz工作频段，以及40~160MHz的组网方式，其传输带宽可以达到75~300Mbit/s，可以很好地为车辆运行状态信息传输、车载监控视频欻数以及视频广告等各种运行信息传输对带宽的需要，而且也为系统未来的发展预留出了充足的带宽。

4结语

随着我国现代化城市建设的不断发展，轨道交通已经成为重要的交通方式，而其车地无线通信系统对于保证轨道交通安全、为城市居民提供更加舒适便捷的交通工具都具有十分重要的意义。在应用无线通信技术开展轨道交通的通信以及信号业务时，要充分掌握轨道交通通信业务的主要特点，同时根据无线频率的实际应用情况，选择相应的无线技术来满足业务需求，从而提高车地无线通信系统规划建设的实用性和合理性，同时在建设中也要为车地通信业务的未来发展提供良好的基础条件。