wimax技术在地铁应急通信组网中应用

《wimax技术在地铁应急通信组网中应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

铁道运营技术第17卷第2期Vo1．17NO．22011年4月RailwayOperationTechnologyApril2011WiMAX技术在地铁应急通信组网中的应用张驰(兰州交通大学信息与电气工程学院，硕士研究生，甘肃兰州730070；)摘要：在地铁组网方案的选择中，在保证各项基本业务的前提下也应考虑应急情况下的通信方法。而相对于现有的2G、3G无线解决方案的点对点、点对多点、同异频组网，WIMAX技术在独享频率资源以及非视距覆盖能力上存在优势。为此，提出了利用WiMAX技术的组网方式，采用点面结合的无线覆盖方式来保证双向通信的可靠性，并且提出了频段选择、基站规划、基站设备配置等问题的解决方案。关键词：WiMAX技术；地铁；应急通信；点对点组网；MESH组网；无线覆盖；OFDMA中图分类号：U285．21文献标识码：A文章编号：1006—8686(2011)02—0014—02无线宽带接入作为互联网服务提供商ISP使用是IEEE802．16。它是一项无线城域网(wMAN)技的重要无线通信技术，在应急通信系统中逐渐得到术，是针对微波和毫米波频段提出的一种新的空中了运用。在地下铁道等公共交通场所，当出现大型接口标准。其关键技术主要有：灾害或者突发状况造成有线通信组网瘫痪时，需要1)正交频分多址OFDMA。该技术对信道进行能够在第一时问，利用最少的设备和最快捷的方式子载波化，在信道条件较好的子信道进行数据传进行临时无线组网。根据目前的技术标准和将来的输。该技术正在逐步取代单载波扩频技术CDMA，发展“，主流的宽带无线接入技术可以分为：无线个成为新一代宽带无线通信系统的主流调制技术。人局域网技术，如蓝牙技术和IEEE802．15；无线局2)多人多出MIMO技术。MIMO系统是在发信域网技术，如IEEE8021llb／a和ETSIHIPERLAN／2；机，接收机采用多天线发送／接收的系统。MIMO系固定宽带无线接入技术，如IEEE802．16无线城域网统的最大功能就是可以在不消耗额外码／时，频资源技术J。wiMAX为WorldInteroperabilityforMicro—的前提下大大提高系统的容量。利用了多天线的空waveAccess的缩写，是无线接入网技术。WiMAX技间分集特性。WiMAX系统中的自适应天线模式，其术被国际电信联盟(ITU)正式批准将成为继WCD—流程如图1所示。MA、CDMA2000、TD—SCDMA之后全球第四大3G标准。在其他技术的运用中WLAN技术虽然其工作频段处于免许可频段，具有成本低的优势，但是WLAN由于对障碍物穿透能力和无线传输距离的限制，无法满足应急通信系统的通信需求，所以无法在实际应用中被采纳。而WiMAX作为一种低成本的宽带无线接人技术，可以较好地满足宽带基础设施还不够完善时对于临时通信的组网需求。为此，探讨WiMAX技术在地铁应急组网中的应用方法。图1自适应天线模式1WiMAX技术简介假设系统的初始天线为多天线模式，则每N帧将接收机测量到的平均信噪比，与单天线模式下1．1WiMAX中所采用的关键技术WiMAX标准的SNRmin进行比较。单天线模式的SNRmin为14 WiMAX技术在地铁应急通信组网中的应用mdB(m的取值应由具体业务需求所决定)。所控制指挥中心的行车调度员、环境控制调度员、治安以，如果平均信噪IZ>mdB，天线模式将转换为单天值班员、维修调度员等与列车司机、运营人员、维护线模式。此时仍能保证通信质量，满足业务需求。人员和现场工作人员等无线用户分别实施无线通反之，当要保持在多天线模式下，必须要求平均信噪信。并为车辆段值班员与段内的无线用户以及相应比1Mb／s，车速120km／h时，TD—SCDMA的速率为0．144Mb／s，而WiMAX在车速l20km／h时，可达2～4Mb／s。通过上述对比可知，WiMAX对于载波带宽要求更小，在调制方式上拥有更多的选择，且视距更加符合实际地情和周边复杂环境的要求，并可以根据不同的情况来满足对带宽以及覆盖半径的要求。图2火灾工况时的临时组网2应急指挥系统对通信组网的要求近来国外地铁系统常常出现各种突发事故。在紧急突发情况下，需要快速建立起一套满足以上功无线通信为地铁内部固定工作人员与流动工作能的自组网络。人员之间提供高效短信息和话音通讯。系统为运营(下转第19页)15 柳州南站驼峰实行双推双溜的探讨参考文献：[3]赵海宽．双溜放驼峰编组站采用条件探讨[J]．铁道运输与[1]铁道部．铁路车站及枢纽设计规范[M]．北京：中国计划出经济，1989(4)：27—29．[4]孔庆钤，刘其斌编著．铁路运输能力计算与加强[M]．北京：版社，2006．[2]胡思继．铁路行车组织(M]．北京：中国铁道出版社，1998．中国铁道出版社，1999．(上接第15页)系统有可能取代3．5GHz固定宽带无线接人系统。由于接人点的分布不一定是均匀的，考虑到1套基3解决方案站设备通常只能覆盖1个扇面，必须根据接人点的多少和所要求的数据带宽的大小，确定基站设备的对于大型换乘站、车辆段、以及停车场的应急通扇面角度和数目，有些基站点甚至可能仅仅只作点信方式，使用WiMAX实现地铁应急指挥系统，必须对点的回传。建立各个站点及车辆段、停车场的WiMAX无线网络。为此要确定使用的频段、选择好基站的位置、确4结束语定基站设备的扇面角度和数目。在IEEE802．16／WiMAX网络中引入Mesh组网3．1确定使用的频段系统蜂窝规划建议采用4模式后，网络吞吐量和覆盖范围不再是一对矛盾而扇区蜂窝，每扇区1个信道，蜂窝重新使用率1：1，也可以同时得以优化。中兴、深圳科健等很多公司和可以根据需求选择1扇区、3扇区、6扇区蜂窝。根据企业都在致力于IEEE802．16／WiMAXMesh技术的城市轨道交通对通信使用频点的规划与要求，所需研究。通过WiMAX／802．16e可以来改善非视距通信要的基站数目也各有不同。在这里，规定WiMAX的性能，使系统可以提供更强的远距离穿透阻挡物网络的使用频段大致在20～60M的带宽。考虑到周能力，极为适应地铁系统大型停车场、车辆段的建筑边城市环境中无线频段的使用可能会带来干扰，事物结构。此外，当发生灾难，常规通信网络瘫痪时，先必须使用频谱仪进行扫频，去除干扰频率，以确定用手持、车载CPE组建Mesh网络，实现局部区域内和保证相对干净的频段。的应急移动通信，可以达到自动组建网络、超快速部署的需求，而且是以多媒体通信手段支持组播／广播3．2考虑基站的选点一般来讲，地铁运营环境基方式。当然，如何改善和增大IEEE802．16／WiMAX本以非视距、高屏蔽环境为主，而现有的WiMAX技Mesh的用户数，很好地保证网络的服务质量以及降术在非视距环境下最好的覆盖半径为2km。因此，低干扰的问题，有待进一步研究。大型换乘站、车辆段、以及停车场的应急通信方式必须根据接人点的分布，结合实际地形，选择基站的位参考文献：置。具体来说，在隧道内高架上运营线路及沿线车[1]李伟章，徐功铭．城市轨道交通通信[M]．北京：中国铁道出站站台区采用漏泄同轴电缆辐射方式进行场强覆版社，2008．[2]李劫，张勇．WiMAX技术、运用及网络规划[M]．北京：电子盖；在地铁沿线车站站厅区采用吸顶天线进行场强工业出版社，2009．覆盖；在地铁沿线地面车站及车辆段等须采用室外[3]李赞，蔡觉平．构建宽带无线城域网的移动WiMAX技术全向或定向天线进行场强覆盖。基站设置应符合地[M]．北京：电子工业出版社，2009．铁各处的设计规范。[4]郭业才．通信信道盲均衡算法与仿真[M]．北京：气象出版社。2009．3．3基站设备的配置IEEE802．16设备的空中接[5]苏华鸿，孙孺石．蜂窝移动通信射频工程[M]．北京：人民邮口是标准化的，设备之间具有互操作性；3．5GHz固定电出版社，2007．宽带无线接入系统是空中接口不开放的系统，设备成[6]马瑛，刘芳．WiMAX技术标准及组网技术[J]．山东通信技本高。因此，随着设备成本的降低，IEEE802．16—2004术，2006，26(3)：17—18．19