關于長期演進(LTE)技術在地鐵無線通信中的應用分析

朱祎

摘要：本文主要分析了長期演進技術，也就是LTE在地鐵無線通信中的應用現狀，重點介紹了長期演進技術的優勢，并且在綜合分析了LTE在地鐵無線通信中的應用，它不僅可以進一步滿足地鐵無線業務各方面的需求，還可以在車載閉路電視、車載乘客信息系統體積語音視頻綜合調度等多個方面進行全方面的發展，從而有效提高地鐵無線通信功能。通過對該裝置的研究和分析，可以進一步清晰長期演進技術的重要性，實現網絡全面優化。

關鍵詞：長期演進技術;地鐵無線通信應用;有效結合策略分析

隨著我國經濟的發展以及社會的進步，當前各種無線通信技術在軌道交通行業的應用越來越廣泛，并且還具體針對無線業務的不同需求，進一步提出基于長期演進技術的相關CBTC（基于通信的列車）、車載PIS（乘客信息系統）、車載CCTV（閉路電視）以及語音視頻綜合調度三網合一的具體方案，以此來進一步完善長期演進技術的網絡架構。除此之外，還結合地鐵業務具體對這一技術的優勢和應用條件進行明確，在地鐵這一行業中有著廣闊的未來。

1.長期演進技術的應用優勢分析

首先，是LTE的抗干擾技術。這主要體現在長期演進技術與無線網絡相比無論是抗干擾能力、干擾檢驗以及測試還是干擾規避、干擾管控等方式都更勝一籌。在對抗干擾檢驗以及測試的過程中，對層次進行解析，可以發現長期演進技術最明顯的優勢不僅體現在可以對系統寬帶的不同級別進行準確識別，并且還可以對信號的強度進行進一步的檢測和反饋。之后還可以對OFDM直載波作為媒介而對不合適的地方進行調整，從而確保導頻設計強化時可以確保頻域配置可以有均勻性，這樣在之后的情境中進行頻域變動時就可以更加準確的追蹤，也可以確保數據的及時性和準確性。在之后對干擾的避免層上，長期演進技術也更加具有優勢，它不僅有著較為完善的編碼、重傳以及干擾抑制合并等體制，之后還可以具備調度機制。不僅如此，長期演進技術還可以應用頻選進行相應的吊證，將干擾能力降到最低。但是，在無線網絡運行過程中，只能進行固定式、系統帶寬級的信道擇選效果，因此就會在之后頻點數目的選擇上沒有安全性，其他功能也沒辦法更加完全的體現出來。其次，是長期演進的高移動性。長期演進技術在移動性方面有著明顯的優勢，并且還可以確保地鐵列車在行駛過程中網絡接入的安全性和穩定性。之后，還可以在長期演進技術中具體應用無縫切換算法以及遠距離覆蓋等方式提高地鐵的運行速度。面對城市化建設腳步的不斷加快，城市軌道交通建設也實現了突破性發展。并且，人們生活水平的提升對出行品質也提出更高的需求，更加重視出行的安全和舒適。因此，就需要長期演進技術應用到地鐵無線通信中，提高地鐵的服務質量。

2.在CBTC中LTE技術的應用探討

通常情況下，CBTC和PIS系統選擇了WLAN或LAN與泄露電纜進行有效組合，并對產品鏈和技術的整體水平給予了綜合考慮。在CBTC中引入LTE技術取得了比較好的應用效果，下面將會從安全機制、數據丟包率和接入延時等方面給予全面、系統的分析。

2.1安全機制

在CBTC系統中，用戶所有操作均可以通過密鑰認證和協商過程給予實現，其一般涉及到完整性密鑰和加密密鑰兩個過程。通過用戶鑒權中心AUC和全球識別卡USIM可以完成對所共有密鑰的計算工作，以確保能夠從兩個基本密鑰中獲取父密鑰，并借助此密鑰來獲取其他各層所需子密鑰。實際上，借助分層推衍方式，能夠使上下級密鑰被泄露的風險大大降低。在LTE中，對于AKE鑒權選擇了Milenage計算方法，并且具有與UMTS相同的鑒權方式，可以通過鑒權機制的整體優勢，來實現UE和網絡側門的雙向鑒權。在地鐵無線網絡通信過程中，雙向鑒權對不良偽基站的攻擊具有比較好的抵抗性。另外，密鑰長度也會在一定程度上提高破解難度，以期滿足CBTC安全性要求。

2.2丟包率

在進行測試工作中，丟棄數據包在發送數據包中占比稱為丟包率。相關調查和測試得知，在國外4G網絡中，LTE技術具有比較大的丟包率，其平均丟包率超過了30%，此時就需要采取有效促使來改善CBTC的安全性和穩定性。

2.3接入延時

在接入延時方面，LTE 技術的實際表現如下：在用戶面單項傳輸過程中，控制面的時延<5ms時將會被激活，并將其原有的睡眠狀態轉化為時延<50ms，并且確保兩種狀態間所產生的遷移時間<100ms，同時要求中斷用戶面時間<100ms。結合相關延遲測試結果得子，LTE 技術的應用可以滿足大多數地鐵無線通信應用需求，主要有VoIP、視頻流媒體和高清IPTV等，以此來提高地鐵無線通信效率。

3.長期演進（LTE）技術在地鐵無線通信中的具體應用

首先，就是地鐵對于長期演進技術的需求。長期演進技術可以為車載CCTV提供更加高質量、清晰度更高的視頻傳輸效果，同時還可以確保列車在運行過程中乘客的使用情況不受影響。并且還可以對車廂內各種問題的發生進行監控，對當前監控錄像進行實時傳輸，并且還是動態圖像。在這種情況下，各種突發事件也可以及時處理，提高治安水平。當列車在運行過程中出現突發問題時，還需要根據具體的顯示情況來進行及時的調整，以此來確保運營的安全性和穩定性。之后，還可以使用長期演進（LTE）技術，幫助設備準確、及時的受到系統發出的指令，幫助乘客在突發問題發生時還可以得到正確的引導，確保出行安全。另外，就是地鐵通信技術所要求的高清需求。當人們的需求不斷提升時，就需要進一步縮短視頻的延時，并且通過提供不同類型的節目來滿足乘客的不同需求。之后，還需要滿足增殖業務需求。也就是利用長期演進技術來確保視頻數據傳輸過程中的質量和時間。還需要根據不同人群、客流量之間的不同進行分析，在此基礎上進行廣告投放的類型和具體分布，從而提高廣告投放的效率。這不僅可以帶來經濟效益，還可以進一步降低運行的成本。其次，就是效益分析。對于長期演進（LTE）技術而言，可以在地無線通信系統的發展過程中不斷提高軌道交通系統的整體發展水平，并且還可以進一步提高服務質量。之后，還可以通過這一方式來提供優質服務的平臺，也就是通過全新平臺的運營來為乘客準確提供相關地鐵運營信息，包括時刻表在內的服務。之后，還可以逐漸融入公共資訊、時事新聞、娛樂新聞等內容，從而對地鐵的服務實現新一階段的提升。除此之外，長期演進（LTE）技術還可以進一步提高用戶的數據傳輸效率，進而提高整個系統的容量，從而實現更加廣泛的信息覆蓋，通過這一措施，也可以達到降低運營成本的目標。不僅如此，長期演進技術的車-地無線通信系統還可以在相關基礎建設不斷完善的基礎上，通過像廣告增殖服務等方式來進一步提高地鐵的服務質量，不斷提升相關行業的經濟效益。具體情況如下表 1所示：

結束語

綜上所述，對于長期演進技術而言，有著其他技術所不能替代的優勢和特點。因此，就需要在地鐵具體應用的過程中對無線通信進行維護和管理，并且還需要在之后系統擴展性和業務要求方面提供更加完善的幫助，以此來滿足無線通信技術在發展中具備適應性。之后，還需要在車載CCTV、車載PIS以及語音視頻等方面實現更加綜合的調度，從而將長期演進技術應用優勢體現出來。這樣不僅可以減少成本投入，還可以進一步降低維護工作量，提高效益。

參考文獻

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