基于无线通信城轨车-地双向通信网络研究分析

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1、铁道运营技术第2O卷第1期Vo1．21No12015年1月RailwayOperationTechnologyJan2015信级别，高优先级数据(如：列车控制相关数据)相对低优先级数据具有更高机会被无线网络优先发送出3无线网络冗余及越区切换去。IEEE802．11i网络安全协议来保障安全，阻止未授权用户进入网络。2无线设备及工程安装车载移动电台MR和轨旁无线基站AP之间的无线链路构成车地双向通信网络。车载MR和轨旁AP均采用华为三康公司生产的系列无线通信设备。该设备为基础的无线通信，具有较小的传输延时和高可靠性。1)A

2、P提供轨旁以太网设备的无线接人，AP沿轨道线路设置。地铁隧道本身就是一个波导，地铁内无线信号的传播情况很难找到确切的理论公式来准确计算无线路径损耗和覆盖范围。参考以往经验≥一和测试的结果，沿线大约每隔200131安装1个无线AP。无线AP设置的总体原则是列车上的MR在轨蕾道上的任何一点都能至少检测到2个AP发送的信号。为了避免AP之间覆盖区域的过渡重叠，结合实图2无线覆盖示意图际情况将AP发射功率设定在与其覆盖范围相对应的级别上，从而大大降低同频干扰的可能。2)MR可在属于同侧网络的AP间漫游。任何AP采用八木天线(提

3、高传输性能，避免信号的两个相邻AP的覆盖区域彼此交叠，以确保覆盖的连无效泄漏)定向安装来取得更高的接收信噪比和更续性和无缝漫游。当一个AP发生故障时，可以由相大的无线覆盖。车辆段和停车线由于具有较大的弯邻的AP继续提供覆盖。度，为了达到全线覆盖采用相对大些角度的定向天线。天线安装方式为抱杆安装，在隧道墙壁上先安3．2越区切换由于车地双向通信网络传输的装一根短抱杆，然后用天线自带的安装夹将天线固CBTC数据直接关系到行车安全，故要求列车即使定在抱杆。为避免干扰和出于其他考虑，AP天线与在高速运行下，也要保持AP与MR之间

4、的无线链路车载MR的天线高度相近。不能中断。当MR从一个AP的覆盖范围移动到下AP(不包括外置天线)必须要放置在一个适应一个AP的覆盖范围时，将发生切换。小区之间的无环境要求和防盗窃的密闭盒(符合IP65级别的设备线切换操作是自动的，并且对于列车操作来说是透箱)中。AP还必须加装防雷设施。明的。2)MR提供车载以太网设备的无线接入，每列通常，802．11g的越区切换时间在500ms到2s列车安装2台MR，分别安装在列车的车头和车尾。之间，在切换期间，MR可能与AP通信中断。这对所有车地之间的通信都是通过位于车头和车尾的

5、于列车运行是不能接受的。为达到零切换时间(避MR同时进行。由于车头车尾相距较远，它们的周免切换过程中任何可能的数据丢失)，采用华为三康围的无线衰落是彼此独立的，因此，通过MR的同时公司开发的新越区切换技术，WLAN基于预测的切收发可以实现分集(空间分集技术)，使得系统对于换技术(简称WHFT)。无线信道的衰落具有较强抵抗能力。WHFT算法与标准802．11g切换算法的不同在于：WHFT允许MR在与旧AP(如APn)脱离前与新46基于无线通信的城轨车一地双向通信网络研究分析AP(如APn+1)建立连接，即在中断前连接。再

6、加上6)传往AP的远程管理数据需要通过加密的有相邻AP彼此重叠足够的区域，就能够实现零切换时线网络。使用SNMPv3和SSL／TLS安全协议可以提间。也就是说，所有与切换有关的处理，在列车运行供安全的鉴权和加密手段来保障基于网页的AP配在相邻AP重叠区域内都会完成，而重叠区域的大小置安全性。应该按照列车全速运行来设计，确保切换过程中没7)无线网络部分需要设置入侵检测系统(IDS)有任何数据丢失。来监测可疑情况和非法侵入等行为并做出反应(向管理员发出警告等)。4无线网络安全分析8)使用先进的加密保护手段。采用CBC—MA

7、C协议和先进加密协议CCMP／AES，使用128位AES车地无线通信的开放性，容易遭受恶意用户的密码。拦截或袭击。错误信息可能导致危险情况发生，危9)有线网络与无线网络的结合点采用基于及列车运行安全，降低系统的可用性。802．1X或者WPA2+PSK的端口认证。无线局域网的安全隐患可以通过相应手段来消除。下面列举的网络安全措施(遵循IEEE802．11i5结束语的标准)，能够创建并维护一个安全的802．11无线网络。随着通信技术的飞速发展，无线通信的可靠性、1)确保AP的重新启动，Reset功能只在必需的可用性大大提高

8、，基于无线通信的列车运行控制时候才被使用，并且只能由得到授权的人员来实(CBTC)系统是未来发展的趋势。西安地铁2线一施。重新启动功能能够允许个人规避网络管理员事期工程信号系统中的车地双向通信网络采用国际先先设置在AP上的所有安全措施。进的IEEE802．11g无线局域网技术来实现真正意2)禁用服务集标志(SSID)广播功能，这样