铁路无线通信工程中LTE―R技术探究

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1、铁路无线通信工程中LTE-R技术探究摘要：在铁路交通的发展过程中，传统GSM-R技术不能跟目前列车和乘客的数据需求相吻合。目前在火车上的乘客对移动宽带的需求是比较旺盛的。使用笔记本、手机等移动设备开展商务工作或娱乐休闲活动，这已经逐渐成为一种大趋势。所以，对于LTE-R技术在铁路无线通信工程中的应用具有较大的实际意义。关键词：铁路无线通信工程；LTE-R技术1.铁路无线通信技术向LTE-R演进的必要性1.1窄带系统无法满足宽带业务需求当前，铁路通信系统可为GSM-R系统提供很多铁路通信标准功能，可开展的业务有视频

2、监控、信息共享及旅客的无线宽带接入等。从通信制式方面看，GSM-R立足于二代窄带技术，本身数据承载能力有限：电路交换数据业务(CSD)速率低，为kb/s级别，仅能承载流量要求较小的专用列控数据；而通用分组无线服务(GPRS)可供使用的带宽也有限,无法满足日益增长的上层应用需求。通过实践发现，车-地间人员通常只可使用语音相互沟通和交流，地面上的工作人员不能远程掌握现场情况，难以采集到现场的准确信息。这种缺陷在重大事故出现的时候表现非常明显。倘若车厢内有无线宽带通信服务，那么有关工作人员就可以通过无线通讯设备快速准确

3、地传递现场视频信息，通过这些信息使车-地工作人员快速协同合作完成救援任务。当遇到乘客产生纠纷时，可使用视频监控控制好事态的发展方向，同时，也可以在事故发生之后，找到事故口1生的原因，从而为以后预防事故吸取经验教训。除此之外，为了提供一些常规性的服务,车厢内可配备车载信息系统，可及时向乘客提供列车运行时刻表和天气预报等信息，大大提升乘客的出行便捷性。这些应用是在视频传输的基础之上进行的。视频交流对与传输速率的要求是比较高的。1.2LTE系统可为旅客提供无线宽带在网络的开放性角度看来，GSM-R是一种铁路专网，公众旅

4、客通信服务难以实现。首先，为了顾及到系统的安全性,使用了封闭式的运营管理。其次，考虑到系统容量的限制性,由于业务接入量有上限，所以一般情况下会首先满足铁路运营人员的使用需求。但是，为了运输更加便利化，实现高铁跟旅客之间的通信连接，应实现对公务处理和网络娱乐的远程控制。当前，在途铁路旅客的通信需求通常情况下只可通过公共通信网络实现，在列车速度逐渐增加之后，公网通信的语音质量可能会变差，难以为乘客提供高质量的宽带接入服务。如果能在铁路沿线开通LTE网络，不仅对铁路员工开放，还可对乘客开放，那么就能为乘客提供更加友好的

5、服务体验。当然，在这个过程中，要保障铁路运营的安全和高效性。1.LTE系统的性能介绍在GSM阵营中，LTE是其中比较前沿的网络系统，在设计的过程中，应当考虑到该系统具有移动性和宽带性。灵活信道带宽要求对于LTE网络的数据传输能力提出了严峻的考验。现在看来，LTE在公网运营中已吸取了很多经验教训，它在移动通信制式里面是比较成熟的。根据LTE的特点，可知该系统比较适合于铁路通信。LTE系统采用的组网的网络结构是扁平化的结构，不仅能使系统延时，还能改善系统的整体性能，提高用户体验度。在控制面，从空闲模式到激活模式，用时

6、小于100ms；从休眠模式到激活模式，用时小于50mso在用户面，最小时延可达到5mso在频谱效率方面，采用正交频分复用（OFDM）技术，下行20M频谱带宽内，峰值速率为100Mb/s,频谱效率达到5b/s/Hzo上行20M频谱带宽内，峰值速率为50Mb/s,频谱效率达到2.5b/WHzo2.铁路无线通信中的LTE-R技术的应用3.1支撑新型铁路业务的传输技术在铁路未来的发展过程中，通信业务仍然需要大量开发。其中视频监控与旅客多媒体服务就是两项需要开发的通信业务，他们对LTE-R技术的应用提出了更高的要求。LTE

7、-R技术对传输技术提出了一定的要求，按照相关的验证结果，应当使用QoS指标来确保LTE-R技术的业务承载性能。从细节角度来讲，可从下面三个方面来对传输技术进行改进。第一，对铁路场景中的上下行配比进行优化和改善。旧有的公网LTE技术一般情况是使用下行通道对承载业务进行传输。铁路无线通信工程建设中的LTE-R技术对上行通信带宽提出了一定的要求。2、上行链路自适应提升技术。LTE-R技术在上行吞吐率上的要求比较高，甚至会远远高出当前LTE中的上行业务，这时就可以使用链路自适应技术来提升上行传输能力。3、组织呼叫和广播语

8、音技术。在HSS网元中增设了组呼信息、广播信息和呼叫控制功能，使之能像GSM-R系统一样实现GLR功能。3.2改进网络结构LTE-R技术为了达到铁路无线通信的技术标准，要对网络结构进行一定的研究。铁路无线通信对组呼和电话调度等语音通信提出了较高的要求。这其中的原因是LTE技术中的核心网采用复用形式，可实现包交换，其难以实现电路交换下的语音业务。在实验室中进行2G语音回落模