LTE在地鐵專用無線通信系統中的應用

孫家偉

摘要：本文將在LTE的基礎上，對其在地鐵專用無線通信系統中的應用進行詳細分析，并對LTE的使用優勢進行系統闡述，最后對全文做了概括性的總結。

關鍵詞：LTE;地鐵;無線通信系統;應用

1. LTE技術的使用優勢分析

1.1抗干擾功能強大

LTE技術在減少信號干擾方面有著極大的優勢，與當前的WIFI無線網絡相比，它在防干擾的檢測、控制和降低方面有著WIFI網絡無法比擬的優勢。WIFI信號的防干擾措施主要體現在檢測和系統反饋兩方面，而LTE技術則是通過均勻分配時頻域利用導頻設計和OFDM直載波調度，實現時頻域變化跟蹤，從而通過2ms的快速調度響應更準確、更及時地進行干擾檢測。當在檢測中發現有干擾出現時，LTE技術可以通過IRC、重傳以及完善的編碼機制，根據信號傳輸頻率的高低優先分配和傳輸質量較高，信號較好的信號資源。另外，該技術還有智能化的特點，它能夠根據檢測情況自主調整信號編碼，實現信號控制的全面化和智能化。它的防干擾程序中被編入了多個防干擾方法和功能，使它能夠在沒有人工操作的情況下自適應的進行調節信號強度，預防信號干擾[1]。

1.2移動性強

LTE技術與WIFI相比的話，它的可移動性更強，覆蓋范圍也更廣，LTE技術中所涵蓋的遠距離覆蓋、無縫切換算法等技術手段完全適用于地鐵的高速運營狀況，就算是地鐵的最高行駛速度為參考標準，也能保證它的信號傳輸在50ms以上。

1.3可靠性強

在網絡數據傳輸中，最重要的就是數據傳輸的可靠性，LTE技術經過一系列的改革和創新之后，能夠通過優先級的形式對數據進行分級傳輸，對優先級較高的數據用戶采用優先傳輸的方式，對低優先級的用戶則采用盡量保證其在有限時效內的傳輸功能。

1.4信息傳輸通道

在使用WIFI時，常常會被鄰頻和同種頻率干擾，而采用LTE技術就可以很好的避免這一現象發生，LTE空間接口的幀結構不同于其他的幀，它能夠對同種頻率的網絡節省帶寬進行組建。通過15kHz子載波調度技術，對同頻網絡可采用20MB進行組建，而WiFi需要140MB才能對無干擾網絡進行組建。并且它還能夠根據用戶的需求實現信號網絡的動態分配。

1.5接收性能高

通過對WIFI和LTE技術的對比試驗表明，在同一時間內，它們的信息接收速度各不相同，LTE技術的信息接收速度明顯高于WIFI。這也就說明，當在列車行駛狀態下LTE的靈敏度要比WIFI的靈敏度高很多，當WIFI的接受功率低于某一水平時，LTE技術仍然能夠接收到數據[2]。

1.6減少所需帶寬，統一通信網絡

在以往的地鐵無線通訊傳輸中，需要語音視頻綜合調度、CBTC 系統以及車載 CCTV 共 3 部分作為上傳數據，而在這一過程中，網絡的上行帶寬峰值和下行帶寬峰值就會超出很大一部分，而通過LTE技術，它可以將這三種通信網絡統一成一種，它所需要的帶寬將連25MHz都不會超過，大大滿足了地鐵對無線通訊的功能需求。

2. LTE在地鐵無線通信中的應用分析

LTE技術具有抗干擾功能強大、移動性強、可靠性強、傳輸和接收速度快的幾大優勢，將它運用到地鐵的無線通信中，能夠增加數據的傳輸速率和頻譜效率，還能夠保證數據上傳的安全性和穩定性，并能夠實現地鐵的多業務承載、遠距離全覆蓋以及專頻雙網的通信方式，從而為提高地鐵的運營效率奠定良好的基礎。

應用 LTE 網絡分別作 為匯聚層、核心層和接入層，對底層應用和控制中心 進行組網連接，通過數據交互，保障各通信系統的可 靠性和完整性。

3. LTE技術在地鐵上應用的功能分析

3.1能夠滿足車載的需求

通過LTE技術能夠為地鐵駕駛員提供高清的視頻傳輸，能夠通過該技術對地鐵車廂內的情況進行實時監控，如果在地鐵中發生人員沖突和其他不良事件時，駕駛員能夠通過車載監控第一時間對事件進行解決和控制。而且，還可以保證監控錄像的不間斷性，為以后的調查取證提供完整的證據。另外，通過LTE技術，能夠在地鐵內部對一些重要信息通過視頻、語音的方式進行播放，能夠規范乘客的行為，提高地鐵交通的安全性和穩定性。

3.2能夠實現地鐵的高清視頻傳輸業務

乘客在乘坐地鐵時，如果旅途較長在地鐵上難免會無聊，而通過LTE技術，可以實現實時新聞視頻和電視節目的有效轉播，能夠讓人們在旅途中也能看到自己所關心的新聞或者自己喜歡的節目，緩解乘坐地鐵的疲乏，有利于提高乘客乘車的愉悅感受，提升他們的乘車體驗。

3.3可將語音調度升級為綜合的音視頻集群通訊系統

通過LTE技術。能夠將語音通訊和視頻通訊以及其他通訊方式總和為一個系統，減少流程編制，可以更好的實現遠程監控、視頻調度視頻聯動、視頻會議以及智能分析等功能在地鐵上的綜合應用。

結語

通過以上分析，我們得出LTE技術在地鐵的無線通信方面的應用具有較高的優勢，它的一些功能在地鐵高速行駛時能夠得到充分利用，并能夠提高地鐵無線通信的效率，提升數據傳輸的安全性和穩定性，能夠為乘客的安全提供相應的保障。

參考文獻

[1]黃宇.LTE技術在成都地鐵車地無線通信網絡中的應用研究[D].四川：西南交通大學，2015.

[2]肖賓杰.TD-LTE技術在現代有軌電車專用無線通信系統的應用方案研究[C].//中國土木工程學會%中國工程院%河南省土木建筑學會.2017城市軌道交通關鍵技術論壇暨第26屆地鐵學術交流會 論文集.2017：197-204.