摘要：城市轨道交通无线通信服务一般分为专用的网络电台，还有公共的电台，以及公共安全方面的通信，伴随着多项通信技术的不断发展相关的带宽的提升，信息的实时处理技术也会得到较快的发展，并且得到更为广泛性的使用。在当前，城市的轨道交通系统当中，有一些无线通信技术信号系统，其中的列车控制系统还有无线通信系统等等都能够使用技术的手段进行应用的不断提升。
关键词：现代城市轨道交通；无线通信技术；应用
1导言
可靠、高效的车地通信系统，是提升轨道交通运行安全和乘客体验的重要保障，而传统的车地无线通信技术，由于带宽受限、频段开放、多普勒频偏以及切换频繁等诸多先天缺陷，存在衍生业务少、带宽不稳定、安全性无法保障、数据传输质量低、产品投资高等问题，已无法满足现今轨道交通车地宽带通信的需求。而无线通信技术具有传播信号可以摆脱电缆的束缚，可以自由传播的特点，正作为主要的通信服务方式应用于城市轨道交通的建设中。
2无线通信技术在城市轨道中的作用
2.1乘客对无线通信技术的需求
随着智能设备的普及，手机、平板电脑、笔记本电脑等便携式设备已经成为人们日常生活中必不可少的必需品。而随着城市轨道交通的发展，越来越多的人出行选择这种方便、便捷的交通方式，故城市轨道交通的无线通信技术也成为人们出行时需要的服务。所以在满足轨道交通安全正常运行的前提下，为乘客提供无线通信技术也是需要重视的建设部分。
2.2无线通信技术对轨道交通运行的作用
在运行过程中，轨道交通通信与信号系统是整个列车运行系统的核心，是轨道交通的“神经中枢”。通信与信号系统的优良直接影响轨道交通能否正常运行，如新闻中出现的有关地铁瘫痪事故背后原因大部分来自通信与信号系统故障。曾经被闹得沸沸扬扬的WIFI逼停地铁事件正是因为以前车地通信功能主要依托WIFI技术体制实现，由于WIFI系统采用公用频段，易受干扰，没有多业务优先级保障机制，不适用于综合承载，高速移动场景带宽的稳定性也无法保障，不同业务系统需独立建网资源开销较大，维护困难。所以，无线通信技术的发展和创新就成为轨道交通建设的一个重中之重。
3典型无线通信技术
3.13G技术分析
3G技术就是第三代的通信技术，其在工作授权的频段之内，国家相关部门和工业部门在国内对三大运营商发放了关于3G运营的相关牌照，在工作的频率上分别为1880MHz-1995MHz，还有2010HMz-2145HMz处于两个频段之间。3G技术可以对音乐以及图像还有视频等等多媒体形式进行分析，能够实现网页的浏览以及会议的电话还有电子商务等方面的信息等等，能够为350km/h高速移动用户提供大于100kbit/s的接入服务，慢速的移动传输速率也能够达到384kb/s，在静止的状态下传输的速率能够达到2Mb/s，3G技术在此过程中没有更高的速率，也不能被智能终端的高清影像进行支持，未能满足一定的需求。
3.24G技术
4G技术就是第四代通信技术，这项技术包含了TD-LTE以及FDD-LTE两种方式，在工作手段的频段当中进行工作，工业以及信息化部门对于移动运营上发放了4G的牌照，工作的频率也是在1880HMz-1900MHz以及其他波段上。4G无线通信技术相对于3G来比，已经成为一项非常得体的通信技术方式，可以在非常大的范围当中进行更高速率以及更高质量的音频传输，制作视频的图像等等。4G技术使用的是正交多任务的分频技术，能够使用大约100Mbps以上的传输速率，相对于以前的宽带要快将近20倍，还能够让客户对于无线服务的要求得到较为多方面的满足。
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3.3LTE技术
LTE是3GPP标准组织制定的目前最先进的无线通信技术，是无线通信技术的发展趋势，LTE系统引入了OFDM（正交频分复用）和MIMO（多输入多输出）等关键传输技术，显著增加了频谱效率和数据传输速率（20M带宽下行峰值速率为100Mbps，上行为50Mbps），并支持多种带宽分配：1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz和20MHz等。LTE系统网络架构更加扁平化简单化，减少了网络节点和系统复杂度，从而减小了系统时延，也降低了网络部署和维护成本。
针对城市轨道交通行业，LTE无线专网具有先进的技术特点。首先LTE有着系统的抗干扰设计，通过多种技术手段和算法，LTE可将干扰控制到最低来保证整体网络环境，有效降低网络整体干扰水平；再者LTE无线专网极大提高了无线覆盖范围，单小区的覆盖范围可达1.2km，改善小区边缘用户的性能；其次，由于其属于非竞争的快速随机接入，确保越区切换时延小于100ms，丢包率小于1%；而且LTE支持高达9级的业务优先级控制，能够在一张网上承载多业务，并对不同的业务分配不同的优先级，实现全方位QoS保障。在提供CBTC（基于无线通信的列车自动控制系统）业务承载的同时，更可满足轨道交通其它安全运营相关业务的承载。LTE无线专网具有的先进特点，无论是抗干扰性还是高速移动状态下的稳定性，都能够确保轨道交通CBTC、PIS、CCTV等业务系统的可靠性和稳定性，并进一步提升轨道交通的可靠性和安全性，同时LTE具有的多业务QoS保障机制可实现一张网承载多业务，降低部署和维护成本。
4现代城市轨道交通无线通信技术与应用
4.1数字集群在城市轨道交通中的应用
在城市轨道交通中，不仅无线保真技术得到了充分的应用，作为无线通信系统中重要的技术，数字集群系统也对城市交通运行具有一定作用。数字集群系统是种具有统一标准的开放性系统，主要是为了满足人们对移动通讯的更多需求。数字集群技术在城市轨道交通中的应用，能够为城市轨道交通工具的调度进行指挥，有效控制轨道交通工具的行车调度，避免不同的轨道交通工具在同一时段内产生摩擦或碰撞现象，能够使城市轨道交通工具有秩序的运行，为轨道交通工具提供安全的运行环境。
4.2WIFI在城市轨道交通当中的应用
Wifi此项技术在组网当中灵活性的使用有着非常高的传输速率，也正是因为这个特点因此被广泛的被使用，也存在一定的阻碍性问题，主要是在移动电视还有信号系统当中，相关的乘客信息系统能够在2.4GHz频段带来诸多的干扰性要素，这一特点在城市轨道交通中被阻碍。某地的地铁一号线当中搭建了无线宽带传输的网络，这也是第一个能够对wifi部署充分实现功能的城市，能够让此项技术得到更为广泛性的使用，此地区也是开创了城市轨道交通使用wifi的先河。
4.3第三代及第四代通信技术在城市轨道交通中的应用
众所周知的3G网就是第三代的移动通信技术，移动（TD-SCDMA）、电信（CDMA2000）以及宽频码分多址即联通（WCDMA）是3G主要的三种制式。图像音乐的处理甚至是视频的处理都可以通过这种新一代的通信技术来实现。除此之外，第三代移动通信技术还能够为人们提供更多的服务信息。4G，第四代移动电话行动通信标准，指的是第四代移动通信技术，该技术包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式4G是集3G与WLAN于一体，并能够快速传输数据、高质量、视频、图像和音频等。4G能够以100Mbps以上的速度下载，比目前的家用宽带ADSL（4兆）快25倍，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。很明显，4G有着不可比拟的优越性。目前中国移动、联通及电信的手机覆盖信号均已实现了4G信号的覆盖，并且4G信号在我国城市轨道交通中也已有了覆盖的成功案例。
5结论
综上，本文对现代城市轨道交通无线通信技术与应用进行了分析和研究，此项技术的使用能够极大的提升轨道交通的现代化，让轨道交通中的网络应用得到广泛的普及，这也是现代化轨道交通通信技术一个非常好的办法，提升了该项技术的使用空间，让此项技术可以给人民乘车带来更多的便利性。
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论文作者:高振鑫
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2017/12/15
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