城市轨道交通无线通信技术应用探析

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1、城市轨道交通无线通信技术应用探析　　【引言】：随着城市轨道交通的快速发展，建立安全可靠、高效稳定的车地无线通信系统是提高运营效率、管理质量、用户体验的必要手段。地面与高速行驶车辆之间的数据传输通道需要在高速移动的状态下，具备优秀的快速接入性、实时传输性、带宽调整性和抗干扰性等特点。　　1.在轨道交通使用环境下无线通信技术分析　　目前，应用于轨道交通通信、信号的主流无线通信技术有基于的WLAN及LTE两种，代表着未来的发展方向和趋势。以下将结合轨道交通的实际应用情况对两种技术进行介绍。　　基于的WLAN技术介绍　　，是一个无线局域网通信标准。W

2、LAN标准从1997年第一代颁布以来，经历了、、/a、、的发展过程。结合轨道交通的环境特性，其主要技术特性如下：　　在轨道交通领域，系统可支持//无线频段，具备更多的选择，且工作在ISM频段，对于频率使用只需要进行报备，无需专项申请；　　技术网络架构基于数据链路层，系统开销小，采用最高至256-QAM的调整方式，理论上在160MHz的无线频率资源，静止状态可提供不小于1Gbit/s的传输速率。实际轨道交通环境列车运动状态下的平均传输速率300Mbit/s；频普转换率接近到1：1：85，业务的带宽支持能力强。　　网络架构采用双向非对称设计、上、

3、下行采用统一正交频分复用技术，但系统采用竞争接入模式，业务的接入无法有效实现保障性的带宽控制，多业务的QOS保障存在局限性，同时也无法实现针对业务进行上下、下行数据的按需灵活配置。　　技术介绍　　LTE是由3GPP组织制定的通用移动通信系统技术标准的长期演进。LTE系统引入了OFDM和MIMO等关键技术，显著增联盟加了频谱效率和数据传输速率，在20MHz频谱带宽，2×2MIMO天线的模式下，理论下行最大传输速率为201Mbit/s，但根据实际组网以及终端能力限制，一般认为下行峰值速率为100Mbit/s，上行为50Mbit/s。结合轨道交通的

4、环境特性，其主要技术特性如下：　　在轨道交通领域，系统仅支持专用频率，选择较为单一。使用频率时需要进行专项申请，一般在合法的情况下能够争取到10MHz的频率带宽。　　技术网络架构基于网络层，系统开销相对较大，采用64-QAM调整方式下静止状态下频谱转化率可达到1：5，运动状态下利用率接近1：1：5，采用10MHz的无线频率资源，静止状态可提供不小于50Mbit/s的传输速率，运动状态下的边缘有效传输带宽可达15Mbit/s。　　网络架构采用双向非对称设计，上行采用单载波频分多址，下行采用正交频分多址。　　系统采用TDD方式，同时引入同步时钟系

5、统，能够在有效划分业务的同时，确保各业务的QOS。业务保障性能力强【1】。　　2通信技术在城市轨道交通中的应用　　WLAN局域网　　WLAN的多媒体信息传输技术基于协议族，规定WLAN的频点为5GHz，数据传输速率为1-2Mb/s是一种适用于室内移动环境的通信技术。　　技术　　3G具有TD-SCDMA、CDMA200和WCDMA三种不同的制式，3G技术不仅可以对音频等多媒体形式进行处理，还能为客户提供电子商务、网页浏览和電话会议等多种服务。其中，3G数据服务的重点是多媒体业务，因而3G技术必须具备较高的传输速率才能要求。　　技术　　Wi-Fi

6、和蓝牙技术有一定的相似性，Wi-Fi也属于短距通信技术。　　3.无线通信技术在城轨交通车地通信中应用的优势　　多种网络覆盖方案，提高系统稳定性　　无线通信站点是通过基站进行无线网络覆盖，单个分布在隧道的基站覆盖范围可达。另外，基站的组网设置原则比较灵活，依据列车的运行速度设置基站的安装位置，增大或者减少基站网络覆盖的重叠长度，可保证高速环境下成功的进行越区切换，提高数据传输的稳定性。　　使用专用频段，无线网络抗干扰能力强　　移动通信技术采用的是专用频段，不同于WLAN的公共频段，其干扰源少，抗干扰能力强，保证了数据传输的可靠性。　　蜂窝网络技

7、术，数据传输容量大　　移动通信技术也称为蜂窝网络通信，通过设置基站，划分小区，成百上千倍地增大了频率的空间复用率，极大提高了数据传输量。　　多种数据加密方式，数据安全性高　　无线通信的鉴权中心主要有两个功能：一是对用户的IMSI号进行鉴权，防止非本网络用户接入网络；二是为无线路径上的通信数据进行加密，保证了通信数据的安全性。　　网络功能强大，降低组网成本　　移动通信网络具有多种业务功能，除了基本语音通信业务之外，也可实现高速传输数据、音频、视频和图像等大数据量业务。　　结语　　无线通信技术是城市轨道交通车地通信的命脉，它直接影响着城轨控制系统

8、的稳定性与可靠性。基于无线通信系统技术的优势以及良好的发展形式，移动通信车地通信系统的优越性也值得我们去关注和研究，为城轨交通业务的发展需求提供强大的技术支持。