試論LTE—R技術在我國鐵路的應用

王鵬?翟旺勛

摘要：鐵路交通系統是我國交通的重要組成部分，在我國鐵路建設活動中運用LTE-R技術，有利于提升鐵路系統的信息通訊應用質量。在未來通信網絡中，鐵路通訊系統將會朝著更安全、更穩定的方向發展，LTE-R技術應用下的通訊信息含量更大。文章從鐵路建設中LTE-R技術的應用特點展開討論，提出幾點有利于提升鐵路通訊質量的可行性建議。

關鍵詞：鐵路系統；LTE-R技術；交通體系；主要性能；鐵路建設 文獻標識碼：A

中圖分類號：U22 文章編號：1009-2374（2017）01-0037-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.01.018

1 LTE-R技術在我國鐵路的設計系統重點分析

在技術實現上，我們需要向西方國家學習鐵路電氣自動化通訊配合技術。在多種電氣技術混合使用與項目開發的過程中，可以不斷地積累通訊系統結構設計經驗。在動力定位通訊設計程序控制中，技術人員應該從提高自動化可靠性的角度出發，開展通訊整體結構設計工作的細節優化建設。

從整體上來說，為了更好地保證不同通訊設備和電氣能源結構在鐵路上的配合應用，技術人員采用一定的優化手段減少通訊功能使用上的限制。在設計次序上，技術人員首先要做好DP設備的等級分析，從環境條件的優化入手，開展鐵路電氣設備的最大設計功率分析。做好高速列車結構的推力器配置分析，從電力負荷和單線圖簡化設計出發，促進鐵路機車載體DP能力分析的深入實現。在DP鐵路動力系統運轉和機電自動化控制中，使用FMEA分析方法，使DP系統下PEMA鐵路電氣自動通信系統的可靠性整體實現。使用DP系統還應該實現鐵路通訊設備LTE-R技術的優化布置，重點開展鐵路通道信號容量MVA分斷能力的建設，從而提高自動化通訊系統的可靠性。

2 LTE-R技術在我國鐵路的管理平臺技術應用分析

打造科學的列車通信系統管理平臺，技術人員應該做好車載信息系統乘務員應用界面中整體控制系統的分享設計工作。做好車載信息系統列車站應用界面、車載信息系統列車長應用平臺和列車無線信息平臺應用功能板塊開發工作，優化車載無線應用平臺接入口處的乘客入口網絡信息接入方式，提升網絡界面瀏覽速率。

在LTE-R技術標準下的列車運行控制活動中，技術人員應該對實現方式進行優化。其中，列車控制系統的信息傳輸活動中，電路域數據傳輸與接入實現中，無線閉塞中心（RBC）至CTCS-3及車載設備之間的通信，應該滿足前期的列控方案設計的需要。機車同步操控信息傳輸活動，需要滿足重載組合列車主從機車通信的強度和頻率設計要求。調查機車信號和監控信息傳輸的相關活動，需要嚴格按照調車機車與地面監測主機通信的制式標準進行建設。鐵路通訊活動中，總調度指揮室采用語音調度通信控制的方式，對調度員、車站值班員與司機之間的通信活動進行設計與安排。而列車無線車次號校核信息傳輸，則按分組域數據控制的方式，由調度員至司機的調度命令下達進行信號傳輸。列車運行安全監控中的漏纜監測信息傳輸，則是由監測點將漏纜監測的信號采集情況，傳輸到地面監測中心實現信息的反饋。

3 LTE-R技術網絡結構重點設計與基站建設介紹

3.1 鐵路通訊延時回波系統設計

按照電力一次系統參數設計要求，工作人員應該按照操作界面的主程序優化方法，實現系統結構參數的對應性管理。

在我國鐵路通訊系統建設活動中，可以采用LTE-R技術抑制0db最大延時回波進行分析，并且對鐵路通訊系統的規范值進行優化設計。其中，當1（C=3780），規范值為110.0，TDA18273模式下的延時回波為121.0.FC5100模式下的延時回波為122.0，RDA5880的延時回波為122.0，我們分析鐵路系統模式2（C=1）時，其規范值為60.0，TDA18273DE的延時回波為75.0，模式RDA5880標準下的延時回波頻率為75.0.LTE-R技術在我國鐵路的建設活動，經歷了標準制定與比較充分的技術準備極端，在實驗測試與設備準備階段，技術人員對車載鐵路上的硬件設備進行改造，并且對通信系統進行適應性的改造。在車載中繼轉發方案應用活動中，技術人員應該從車內天線、LTE-R技術和車載設備的系統化建設出發，顯著提升車載中繼信號發射的整體應用效率。為了提升鐵路通訊的質量，技術人員應該做好基礎設施建設工作，提升廣播發射基站的功率，從而顯著提升LTE-R技術信號的覆蓋面和強度。強化無線基站與無線網絡的對接應用效率，滿足高鐵列車長途運輸狀態下的個人性網絡通信服務的需求。車載中繼轉發方案中，需要應用LTE信號進行鐵路車載信號的全面覆蓋，車內天線應該滿足商務型車廂電視用戶的需求，并且在終端設備網絡維護上，對i-PAD和Wi-Fi用戶進行信號覆蓋。除此之外，車內的2G用戶、3G用戶、LTE用戶和計算機Wi-Fi用戶的車載中繼轉發系統設計，也是LTE-R技術應用與系統改造的重點內容。

3.2 鐵路網絡制式信號兼容性設計

在LTE-R技術鐵路網絡制式標準下，進行漫游網絡與既有網絡的兼容性建設，考慮到不同區段信號的網絡互聯與互通性建設，實現LTE-R技術的實時性支持。增強上行的MINO信號波段發射強度，使車載通訊系統支持最高上行8流，最低上行強度4流的通訊網絡信號傳輸的需要。

在IMT-Advanced信號通道系統激活狀態控制中，將車載信號載波聚合在Carrier-Aggregation的信號整體遷移區間中，實現不同流向信號區段技術的有效分流。在一些商務型鐵路車輛信號保障活動中，可以采用e-MBMS技術，對車載用戶提供信號定位服務，擴寬通訊系統的業務領域，滿足互聯網時代標準下的通訊高質量建設需求。無論從經濟的角度，還是社會民生保障類的建設角度出發，都需要加強LTE-R技術的應用與研究，從而提升鐵路系統的整體服務質量，保障國計民生的基礎性工程順利運行。提升鐵路交通質量，需要從鐵路車載通信系統網絡維護的角度出發，進行QOS式通訊活動的實時性支持。在鐵路通信網絡系統中，應用IP/SDR技術，技術人員應該考慮到制式轉換方面的應用對稱性，并且努力推廣全國鐵路系統的通信系統制式標準化建設，采用新技術對用戶使用的透明性及應用技術的獨立性進行

優化。

4 借鑒國外先進信號控制技術，推行鐵路LTE-R通訊技術革新的應用分析

在高速鐵路信號質量維護活動中，技術人員應該與互聯網內容提供商保持密切聯系，為了向高速列車旅客提供更好的服務，應該根據車載環境，制定滿足列車旅客需要的無線通信系統方案，

日本的新干線N700技術，最高運行速度達到了300千米/小時，其無線接入系統的平均傳輸速度達到了上行/下行、2/1的狀態。其無線接入系統為同軸泄露式電纜Wi-Fi信號傳遞的模式。中國臺灣的LTE-R技術在其鐵路系統中的應用效率比較高，不過臺灣地區的高速列車的運行距離比較短，只是從臺北到高雄。無線接入系統為WImax（802.16m）的實驗系統。鐵路系統的平均傳輸速率為下行+上行10～30。無線傳輸接入系統為WIMAX（802.16cm）實驗系統。在我國鐵路LTE-R的云無線接入網絡架構優化活動中，技術人員需要采用基于實時云架構的基帶池。在鐵路通訊LTE-R技術應用活動中，技術人員應該做好頻譜管理工作，包括車輛信息的調度和功率控制等活動，促使控制信息與數據信息相統一。在虛擬基站集群建設活動中，負載均衡高速交換設備對信號進行虛擬化測試。其中，虛擬基站集群中RRUHU基于控制面/用戶面分離的異構高鐵線路無線網絡設計中，服務網管（SGW）中移動性管理實體（MME）的可靠性比較高。在異構網頻譜融合原理下，進行鐵路系統信號通訊技術革新。技術人員應該從時域變化的形態進行分析，考察頻域的變化情況。當無線環境較差不能滿足系統傳輸的需要時，技術人員需要對可靠性、信道穩定性要求低以及時延不敏感的數據信息進行分類處理，促使無線環境系統處于較好的運行狀態，并且剛好可以滿足系統傳輸的要求。

5 結語

LTE-R新技術的應用淘汰了傳統的鐵路通訊技術。新系統大量使用新型的通訊技術，技術人員對車載通訊技術進行優化類的研究，并且對通訊網絡進行功能結構性完善，實現路線預測中LTE-R技術的應用效果開發。新系統逐步進入商用階段，并且為鐵路的安全運行進行保障。使用無線中繼Relay工具，進行通訊信號系統的最小化路測檢驗，確保車載機器間的通信質量整體良好。增強鐵路系統不同車載區間的信號投遞針對性，采用有效的規避手段消除干擾信號對于LTE-R技術應用的干擾效果。

參考文獻

[1] 李莉.鐵路下一代移動通信系統（LTE-R）技術指標

體系研究[J].鐵路通信信號工程技術，2013，10

（z1）.

[2] 王淑晶.城際鐵路GSM-R技術向LTE-R技術演進

[J].自動化與儀器儀表，2014，（12）.

[3] 賈路穎，王曉蕾.下一代鐵路移動通信系統LTE-R技

術的研究與分析[J].信息通信，2016，（5）.

[4] 邵健，曾召華.LTE-R系統的雙流波束賦形方案設計

與研究[J].鐵道標準設計，2016，60（8）.

[5] 劉洪申.淺析鐵路新一代無線通信技術LTE-R的應用

及發展[J].通訊世界，2015，（11）.

基金項目：科研號：THSY-KY-003（2016）。

作者簡介：王鵬（1980-），男，北京人，通號工程局集團北京研究設計實驗中心有限公司助工，研究方向：通信；翟旺勛（1980-），男，北京人，通號工程局集團北京研究設計實驗中心有限公司高工，研究方向：通信。

（責任編輯：蔣建華）