摘要：LTE技术作为一项车地通信应用技术,顾名思义就是促进两端交流的一项技术,在城市轨道交通工程车地通信运行中,由于交通线的延伸,直接影响到了通信效果。然而LTE技术的应用,则可以有效避免这一问题,保证通信效果的同时,由于有着大容量以及大覆盖面积等优势,能够有效缩减维护成本。因此,LTE技术在城市轨道交通车地通信中的应用具有着十分重要的现实意义。鉴于此,在城市轨道交通车地通信中,需积极探索LTE技术优势与不足,并在实践应用中,不断进行优化,由此促进LTE技术应用价值的提升。
关键词：LTE技术；轨道交通；车地通信；应用
一、LTE技术概念分析
LTE的设计初衷主要着眼于满足高带宽的要求。在20MHz频谱带宽下能够提供下行100 Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率。LTE基于MIMO、OFDM、HARQ等先进技术,显著提高了频谱效率、传输速率和抗干扰能力。TD-LTE是时分复用(TDD)的LTE技术,它是一种专门为移动宽带应用而设计的无线通信标准,是中国拥有核心自主知识产权的第四代移动通信技术(4G)国际通信技术标准。TD-LTE为减少控制平面和用户平面的时延,采用扁平化的网络结构,能够提供优先级调度和高速移动性支持,并通过抗干扰技术(如小区间干扰协调(ICIC)技术、干扰抑制合并(IRC)技术等)和安全机制(如用于空口加密的国产祖冲之算法等)保证无线数据传输的安全性和可靠性。
LTE技术为3GPP组织制定的UMTS技术标准的长期演进技术,在后续发展中,LTE技术引入了OFMD和MIMO等关键技术,使得在实际应用中其带宽频谱都得到了显著的提升。其理论传输最大速率为201Mbps,考虑到实际运行中的传输速率有衰减,以及组网架构中终端的硬件传输能力有限制状况,实际运行中LTE技术上行峰值速率可达到50Mbps,下行速率为100Mbps。另外分析LTE技术属于移动通信技术,实际应用中具备频谱效率高、数据传输速率快的优势,其中主要支持的带宽分配为1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz等。另外因其频谱分配灵活,实际应用中系统容量和覆盖面积也大幅提升,数据传输延时低,网络架构少,因此在实际应用中的系统维护成本也较低。
二、技术特点
LTE技术应用在城市轨道交通车地通信中,整个系统架构中,由于数据传输具有一定的特殊性,需对实际架构进行分组,通常以区域为分组单元,之后以每一分组域业务为目标,在此基础上,对分组架构方式重新进行整体架构,最终完成系统架构。除此之外,LTE技术在具体运行中,可以支持多种频谱,基于单双数角度而言,凡是成对或非成对的频谱,可根据实际需求,配置多类带宽,然而需强调的是系统带宽具有一定的限制,通常在1.4MHz-20MHz之间,凡是在此范围之内的带宽均进行随意配置应用。更为重要的是实际应用中,上下流量可进行随意调整,但是需要考虑频段配置现状以及分组的网络现状。除此之外,网络架构设置过程中,主要是采用扁平化方式,设置网络架构,这种方式最大的优势在于极大的优化网络架构,适当减少了一些不必要的网络架构,进而有效减少了网元节点,这样一来,网络延时问题将会得到有效解决,进而有利于数据传输效率的提升。同时,结合城市轨道交通工程现有运行情况,加以综合分析,可以发现LTE技术在实际应用中,广泛采用频偏补偿机制,避免了多普勒效应,进而能够保证轨道车辆在高速移动下,信息传输正常,从而保障了无线链路质量,进而使得数据传输质量得到进一步提高。更为重要的是在实际应用中,在信号传输质量具有保障的情况下,各类交通指令将会及时传输到另一端,这对城市轨道交通工具安全、稳定运行有着积极作用。
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三、LTE技术在城市轨道交通车地通信中的具体应用
（一）覆盖区域
分析城市轨道交通工程在运行中呈现为移动状态,移动状态下数据的传输需具备传输介质和传输渠道。当前LTE技术在应用中相较于WLAN技术,其设有专用频段并且应用了先进的信号处理技术,对于信号传输的强化处理发挥了重要作用,因此基于信号的传输强度进行分析,LTE技术在应用中其覆盖面积更广。一般情况下LTE技术在实际应用中,单一基站射频处理单元,其覆盖区域可达到1Km以上。对于WLAN技术应用中短距离传输需设置的AP设备,LTE技术具备应用成本低应用性能高的优势,另外对于后期的维护成本控制以及整体施工成本的控制发挥了积极的作用。
（二）抗干扰
LTE技术与WLAN技术虽同为无线技术,但是LTE技术在实际应用中,设置了专用传输频段,并且单一区域LTE技术能够全面覆盖城市轨道交通工程;相比LTE技术,WLAN技术并没有设置专项传输频段,且覆盖范围小,同时需要在一定范围内设置AP装置。由此可见,WLAN技术相比LTE技术,在应用方面明显缺乏优势,缺乏良好的传输效果。再反观LTE技术,基于磁场角度分析,LTE技术覆盖区域广,在具备独立传输频段的情况下,LTE技术显然具有较强的抗干扰性。基于应用目的角度而言,LTE技术的应用增强数据传输质量的同时,保证了数据传输的准确性和及时性,城市轨道交通的安全运行需要通过指令调配,才能保证。然而指令的传输,需要具备及时性与准确性,方可有效。基于这点分析,LTE技术的应用有利于增强城市轨道交通运行的安全性和稳定性。
（三）移动传输接入特点
高速移动的设备在运行中如需求网络传输,对于传输中的接入点配置,以及接入质量要求较高。其中要求传输技术需具备实时性的抗干扰性,并且确保数据传输中发包与接包质量的合格性,以此发挥技术的实际应用效果。LTE技术在应用中其有强大的抗干扰性,以及快速的专用频段传输效果,当前在实验测试中LTE技术在时速为350km/h的速度下,具备良好的移动传输接入效果。
（四）LTE技术在城市轨道交通信号系统中的应用
就现阶段而言,LTE技术也得到了广泛的使用,但其也有待解决的安全问题。提高无线信息的安全性、稳定性和可靠性。多个信号厂商进行了实际的使用测试。其中不乏大型的制造商。经过一段时期的测试得出了以下结论:从信号的角度出发,上行新包丢失率小于0.005%。下游,切换延迟约为34～16ms,最长时间为135ms,15MHz带宽的平均吞吐量为上行11Mb/s和下行19Mb/s。从延迟方面来看,传输延迟的测试结果为10～25ms,最长延迟为106.5ms。因此,在实际测量中,LTE技术可以完全满足无线传输中信号系统的要求。现阶段来看LTE技术正在不断的完善,也在移动通信的发展中发挥着巨大的作用,LTE技术发挥的作用,更是在城市轨道交通信号系统中有着充分的发挥。
四、结论
分析当前LTE技术在城市轨道交通车地通信中的应用,整体的应用效果较为良好,为城市交通的稳定发展以及其技术应用效果的有效发挥奠定了良好的基础。从LTE技术的实际应用方面进行分析,LTE技术的应用具备抗干扰性强,数据传输效果良好,移动接入稳定,覆盖区域广的优势。
参考文献
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论文作者:林俊
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/9
标签：技术论文; 交通车论文; 数据传输论文; 架构论文; 频谱论文; 城市轨道论文; 抗干扰论文; 《电力设备》2019年第6期论文;