基于LTE技术的地铁车地无线通信的干扰

基于 LTE技术的地铁车地无线通信的干扰

曾伟

身份证号： 429004199410232***

摘要：目前，我国大中型城市建立了很多地下交通轨道，从而为人们的出行提供了便利。而地下交通轨道运行时，需要地铁车地无线通信网络予以其配合，若这一网络存在缺陷，将会影响整个地铁交通轨道的运行。因此，对LTE技术在地铁车地无线通信网络中的应用进行研究具有重要意义，为地下交通轨道更好的运行奠定良好基础。

关键词：LTE技术;地铁车地;无线通信网络

引言

LTE技术作为城市轨道交通列车车地无线通信的主要技术越来越广泛地应用在城轨CBTC系统上，与以往的WLAN技术相比具有抗干扰性强、安全可靠的优点。LTE 无线系统除了符合一般电磁抗扰限值和测量标准外，还考虑了与其他系统电磁兼容，同时，还考虑了对无线系统的恶意干扰采取相应的防范措施，LTE无线网络的物理层/数据链路层/IP 网络应用层基于 3GPP 标准，在物理层采用1.8GHz 频段，应用层协议与 IP 承载协议兼容，车载通过 IEEE802.3 标准定义的以太网协议接口同车载各个设备进行有线连接。

1基于LTE技术的地铁车地无线通信技术设计原则

1)分段控制原则在分段控制过程中，必须要能够践行QoS保障工作，在实际性的保障机制建设中，可以为CTBC业务的分配模式，为其建立最高的优先级制度，之后方可应用专业化和相对应的QoS方案，在空口、传输等因素的准入处理等各个场景下，充分保障业务的时延、丢包率和运行速率参数都可以符合要求，从而为后续的整个业务拓展过程奠定基础。此外在网络系统的分段处理上，对于LTE网络可以分为无线网、核心网和业务网三个体系，针对各个体系的具体分段工作以及各自QoS所对应的分段控制模式，也都需要经过全方位的探讨和处理。2)可靠保障原则针对整个网络系统的运行过程中，必须要能够实现针对可靠性信息与参数的充分保障，要求在网络的建设过程中，需要全面关注该网络系统的整体可靠性，同时需要保证所有的电力故障不会影响这个网络的通信业务。在单网故障的处理中，包括服务设施以及设施的处理方案，需要对于其中设置的核心网以及传输电路内的所有线路进行处理，如果出现故障时，则可能会导致整个系统无法运行，因此需要对这类故障成因进行分析之后对其消除。

2基于LTE技术的地铁车地无线通信的干扰

2.1干扰源

我们以某城市的地铁一号线为例，通过现场实际了解到该地铁线路中LTE车地无线通信系统直接覆盖了沿线的各个车站和区间，主要采用泄露电缆式覆盖，而其他公网则采用全球移动通信、数字蜂窝系统以及其他不同的信号源。包括PIS专用网络系统以及公网系统，很多专网系统中信号传输过程中采用的是1805MHz，与之非常相近的是DCS所用到的频段下行传输为1830MHz，上行传输为1735MHz，从数据可以看出二者之间上下行频率相对接近，所以干扰信号更加明显。LTE车地无线的信息来源主要是同频段相邻的数据干扰，所以应当对隧道间同方向的相邻段落区域的干扰信号进行分析。

2.2无线覆盖设计

城市轨道交通所有正线、折返线、渡线、停车线、出入段/场线、车辆段/停车场自动化区域及试车线等处均安装轨旁设备、实现无线网络覆盖、满足车地双向连续通信的要求。1)隧道覆盖基于 TD-LTE 技术方案在车站应设置基站（BBU）设备和射频单元（RRU），BBU 设置于车站弱电综合设备室，RRU 设置于隧道壁靠近漏缆位置，将无线信号送入漏缆中，实现隧道内覆盖；RRU 通过射频线缆分别连接到左右两侧的漏缆上，如果车站间距大于相邻车站 RRU 的覆盖能力，在隧道中间采用将 RRU 拉远到隧道中进行覆盖。2)地面覆盖地面采用漏缆覆盖，如果没有漏缆布设条件，也可采用基站加定向天线进行定向覆盖。基站的两个端口输出经过合路，分别连接到双极化天线的两个端口，不同网络经过合路后采用同一个天线。如果是需要覆盖基站两侧的情况，则每端口功分后，连接两个方向天线的端口。3)折返线覆盖多条轨道在一个大的隧道中，列车可能距离漏缆较远，这时信号强度会变弱。这个场景在链路预算上需要增加考虑隧道的宽度因子。4)型槽覆盖U 型槽是隧道车辆段中间的过渡区段，该方案既有隧道覆盖又有地面覆盖。如果使用漏缆覆盖，从隧道到地面覆盖没有影响。5)车辆段和停车场覆盖车辆段和停车场均有雨棚，主要有运用库和列检库，采用室内定向天线方式进行覆盖。

2.3车载PIS系统中的应用

地铁车地无线通信网络构建时，可以在车载PIS系统当中，对LTE技术进行应用，PIS系统应用这些技术之后，不仅能够优化其信息上传功能，在最短的时间内，准确将视频传递给中控中心，同时还可以动态的对乘客进行监控，生成动态图像，并将其传输给中控中心，使得车内工作人员能够及时发现突发事件，并采取有效的手段进行处理，确保了车内的安全性。该系统还会在最短的时间内，接收到信号系统发出的信号，进而向乘客播报一些信息，提升乘客对整个车辆运行情况的了解程度，使乘客的出行更加方便。此外，通过该技术的应用，还可以对车辆进行调度，开展售票服务等业务，符合客户多业务一网承办的需求。较以往采用的通过AP传输方式，LTE技术的传输速度更快，更稳定，频谱更宽，避免了因行车过程中多次切换数据接收点而引起的数据丢失问题。LTE技术可承载语音、视频、文本多种规格的信息业务，集群调度语音功能可以由调度中心准确、及时的与车内工作人员进行通话，处理列车上发生的突发事件。

2.4基于LTE技术的地铁车地无线通信技术设计要点

1)系统冲突处理在整个系统的运行过程，很可能会由于设施的设置问题以及空间尺寸的控制搭配问题，导致两者之间存在信息运行方面和信息交互方面的冲突，因此为了能够解决该问题，必须要对相关设施之间的间距以及其他的处理模式进行充分科学的调整，以防范出现由于各类设施之间的间距较短而出现信息冲突问题。同时也要能够在全面保障相关设施信号传递稳定度和安全度的情况之下，实现各类设施的有序装配。2)信道带宽处理街道宽度的处理中，需要根据地铁车辆的实际运行要求以及车站内乘客的移动端设备运行配置，实现对整个频段的优先处理。由于在本文的研究过程中采用了两个相互冗余并相互支持的网络系统，因此在信道的处理中，需要将整个系统分离之后，全面满足两个系统运行过程中的相互支持要求。同时针对带宽的处理中，整个系统内也要通过软件的设置建立跳频技术体系，从而实现对频谱资源的自行化调整和使用。

结语

和传统的信息传输方式相比，LTE技术的应用能够让传统的通信信号得到有效提升，增加网络信息传递的稳定性、覆盖性以及实时传输的速率，而且能够减少施工难度，降低成本，但应用过程中信号间的干扰问题也逐渐显露。本文结合目前的实际地铁施工工程，对现阶段LTE技术在应用中的优势以及针对目前存在的无线信号干扰问题进行分析讨论，提出对应的解决策略，希望能给读者一定的参考。

参考文献

[1]夏学浩.长期演进（LTE）技术在地铁无线通信中的应用研究[J].通信电源技术，2019，36（09）：180-181.

[2]郑志威.基于无线通信的地铁车地通信中的干扰分析[J].技术与市场，2017，24（06）：123+125.

[3]刘坤.LTE技术在地铁车地无线通信网络中的应用研究[J].中国新通信，2019，21（22）：97.