LTE-M承载CTCS-2+ATO适应性研究

LTE-M承载CTCS-2+ATO适应性研究

唐艳兵

天津七一二移动通信有限公司  天津市河北区  300140

摘要：主要针对LTE-M在城市轨道交通领域的普遍应用，阐述在市域铁路或城际铁路中LTE-M综合承载C2+ATO的解决方案，重点介绍系统组网方案、系统承载功能。

关键词：市域铁路、城际铁路、LTE-M、无线通信

1、轨道交通概述

随着无线移动通信飞速发展，基于 LTE 的 4G 技术正在快速普及，各大运营商已经分别推出各自的 4G 业务，LTE 的产业基础已经变得十分壮大。民用无线通信的技术进步必将服务于各个行业的建设，在最近两年，行业内已经开始研究和部署把 LTE 技术，特别是把我国具有自主知识产权的 TD-LTE 技术应用到轨道交通，服务于轨道交通车地通信服务。截至目前为止，已经建成或正建的LTE线路已达数十条。

2、TD-LTE技术介绍

TD-LTE 即 Time pision- Long TermEvolution（时分长期演进），是第四代（4G）移动通信技术与标准。TDD双工方式由于具有可以利用信道的非对称特性提高传输效率、不需要复杂笨重的频率双工器、可以灵活地分配上下行信道的无线资源、不需要对称频带等优点正逐渐成为全球公认、使用非对称频谱的解决方案。

TD-LTE 采用了众多先进的无线技术,可以提供下行超过 100Mbps和上行超过50Mbps的用户峰值速率；由于采用了扁平化的网络架构并结合其它先进技术, 使得无线接入网时延降低至10ms；频谱利用率与HSPARelease6相比提高2~4 倍。

3、LTE-M综合承载CTCS-2+ATO

3.1业务带宽分析

业务带宽需求（仅供参考）

根据列车的运营安全要求，LTE-M网络进行综合承载时，上行业务至少需要配置连续13Mbps、下行业务需要配置连续10Mbps才能满足行车调度、集群语音等车地业务的传输的基本要求。

3.2系统架构

LTE系统做综合承载，包括宽带集群调度、ATO业务、列车运行状态监测、列控设备动态监测系统信息传送、列车PIS紧急文本，车载CCTV业务。数据业务的LTE核心网（EPC）为ATO业务、列车运行状态监测、列控设备动态监测系统信息传送、PIS业务、CCTV业务提供通信通道，语音业务的LTE核心网（EPC）负责宽带集群对讲。两种业务通过基站共享（RAN Sharing）方式实现业务流分离，在传输层和核心层，数据业务和集群业务分离，通过传输系统上传到中心核心设备处理。

线路建设一张网络，系统主备冗余，BBU分别安装在地铁沿线车站的设备机房，车辆段，停车场内，RRU配合漏缆与室分天馈系统为隧道区间、站厅、站台以及控制中心，车辆段和停车场提供无线覆盖。信号系统CTC服务器借助LTE通道，实现对通信车载下发调度命令等公务消息。

3.3网络拓扑

3.4系统业务

集群语音业务

实现行车指挥、维护维修、应急通信等可视化语音通信功能。

集群短数据业务

满足调度命令传送、车次号校核信息传送、进路预告等业务。

数据业务

为ATO自动驾驶等行车安全业务、PIS多媒体和CCTV视频监控等通信维护业务提供车地数据交互通道。

4、结语

随着LTE-M技术的日益成熟，其应用也更加广泛。现阶段，LTE-M已经成为城市轨道交通中主流车地无线通信技术，承载业务也逐步多元化，随着计算机网络与通信技术不断成熟与推广使用，相信同时也会为城际铁路的车地无线通信方案设计提供更多思路与选择。

参考文献

[1]李厚锴.TD-LTE承载地铁信号无线规划方案[J].铁路通信信号工程技术,2017(6):66.

[2]王盛.上海城市轨道交通LTE-M系统建设规划研究[J].城市轨道交通研究.2021,24(11),75-79.

[3]王亮，张路昊.利用承载CBTC的LTE-M双网提升集群业务可靠性方案[J].都市快轨交通,2020(5):148.

1