城市軌道交通集群無線通信系統技術與應用探究

摘 要：現如今，交通系統已經實現了網絡化、系統化發展，無線通信需要擁有網絡化專用系統，以此支持城市軌道交通的發展，避免其出現連接障礙。基于此，本文以集群無線通信技術作為研究對象，根據技術的相關概述，分別從日常生活應用、后期服務、5G移動通信幾方面闡述集群無線通信技術在軌道交通中的應用。

關鍵詞：城市軌道交通;集群無線通信;無線通信系統

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.098

0 引言

隨著城市化進程的加快，城市軌道交通已經成為城市交通的重要工具，內部專用運營管理的無線通信需要為大眾提供移動通信服務。憑借集群無線通信系統，基于無線通信技術優勢，滿足城市軌道交通系統對專用無線通信的高要求，從而改善人們的生活，給人們的出行提供便利。

1 集群無線通信技術概述

1.1 工作方式

歐洲電信標準協會制定了集群無線通信應使用TDMA技術，以此滿足不同需求，且集群無線通信也得到了國際電聯的認可，成為國際通用的數字集群通信標準。集群無線通信技術應有三種工作方式，即語音+數據、分組數據優化、直通模式。語音+數據可以將語音、數據與圖像一同通信，分組數據優化只能將數據分組通信，從而加快管理調度，提高文件傳輸速度。直通模式下多個移動臺可以直接通信，且通信時無需經過上層網絡轉發，在集群無線通信網絡承載地區，移動用戶可以實現客戶端的直接通信。這種工作方式下通信數據應與語音+數據系統保持相似性，并維持線性猝發、常規猝發以及同步猝發等三種猝發結構[1]。

1.2 結構組成

集群無線通信系統由交換節點、基站/射頻直射站、移動臺、固定無線臺以及調度臺構成。具體如下：（1）交換節點指的是高度模塊化網絡單元，這一部分擁有交換能力，可以對基站進行控制，加強與其他交換節點的連接。交換節點通過其他專用服務器與其他集群無線通信網絡相連，例如公共交換電話網絡或者公用數據網等。（2）基站可以通過集群無線通信網絡覆蓋某些特定地區。（3）調度臺能夠實現用戶和操作者的通信，為操作者發起廣播。（4）移動臺指的是手持臺或者車載單元。（5）固定無線電臺指的是固定用戶所在的無線終端。

1.3 業務支持

集群無線通信技術的業務支持主要分為以下兩方面：（1）話音業務。其中包含單獨呼叫、組呼和固定電話呼叫，單呼可以在調度臺中完成。（2）數據業務包含短數據信息和狀態指示信息，實現無線終端與調度臺的信息傳輸。

2 城市軌道交通集群無線通信系統技術的應用

2.1 集群無線通信技術在日常生活中的作用

分析集群無線通信技術在日常生活中的作用，具體如下;（1）集群無線通信技術為工作人員提供短信與通話服務，以組為單位，實現工作人員的一對一對講通話。（2）為工作人員提供無線通話服務，在系統網為前提，實現無障礙通信。

2.2 集群無線通信技術后期服務

探究集群無線通信技術的后期服務應用，主要分為GPS系統應用、聯系系統應用和短距離傳輸應用。主要如下：（1）應用GPS系統后可以對車輛自動定位，在移動機器和中心控制內安裝GPS定位裝置，方便人們掌握移動機器的實際運行位置，以衛星無線連接完成對車輛的實施跟蹤。要求中心控制方向明確移動機器的位置，然后結合系統內的數據排除系統差異，實時矯正機器實際位置，其中的集群無線通信技術是短數據的一種。（2）集群無線通信技術可以實現地鐵和輕軌的系統相連，列車管理人員可以通過無線通信服務提高工作效率，強化對外聯系，及時匯報情況，為列車安全運行提供保障。（3）集群無線通信技術可以實現圖像與視頻的短距離傳輸，將圖像壓縮到最小容量完成傳輸服務。視頻需要在拍攝處放置穩定的拍攝設備與處理器即可，實現每秒190Kb的傳輸速度，工作人員利用加碼器即可將圖像視頻還原[2]。

2.3 集群無線通信技術其他用途

闡述集群無線通信技術的其他應用，具體如下：（1）集群無線通信技術可以代替廣播，在固定區域范圍內播放該區域的生活與出行狀況。（2）集群無線通信技術可以傳輸文字信息。應用集群無線通信系統能夠建立網絡，并支持與外部集群無線通信系統的有效連接。（3）集群無線通信技術支持分組操作。系統可以與多個交換節點連接，幫助人們擴充原有線路。

2.4 5G移動通信技術在城市軌道交通無線通信技術中的應用

在未來，5G移動通信技術將憑借著高可靠、低時延的技術特點，應用在城市軌道交通無線通信系統中，解決以往無線通信網絡存在的易受干擾和時延長問題。5G通信技術可以選取LTE-A、MIMO增強技術、MEC技術，從核心層、接入層與應用層入手，應用于車地無線通信系統中。LTE-A技術可以構建車地無線通信系統的核心網絡，MIMO增強技術能夠實現接入層的大規模高密度無線網絡覆蓋，MEC技術的業務可以接入和存儲下沉到車站層面。當前5G技術沒有大規模應用，在未來實踐中需要注意系統性價比和系統安全問題。由于5G系統頻率較高，使無線信號傳輸出現大幅度衰減，人們需要加強對網絡系統結構的優化設計，盡可能選擇性價比較高的設備，從造價成本上考慮系統性能的優化問題。5G通信技術的應用使無線接入終端數量增加，這將對系統信息安全帶來威脅。要求人們做好防護措施，保護運營系統和設備的安全。

3 總結

總而言之，現代化城市軌道交通建設中，應用集群無線通信技術是一項創新且大膽的壯舉，它可以給人們的生活帶來方便，改變過去無線通信的落后模式。不僅如此，集群無線通信技術也實現了圖像與視頻的高速傳輸，擴大了網絡的連接，推動了城市數字軌道交通的發展。

參考文獻：

[1]高翔.5G移動通信技術在城市軌道交通車地無線通信系統中的應用[J].城市軌道交通研究，2018，21（S2）：61-64.

[2]杜鵬.城市軌道交通集群無線通信系統技術與應用[J].科技創新與應用，2016（06）：39.

作者簡介：任志明（1986-），男，重慶巴縣人，工程碩士，工程師，研究方向：軌道交通通信系統。