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摘要：城市轨道交通车地无线通信的稳定性和准确性对运营安全至关重要。LTE是满足更高数据速率、更低延时、更广覆盖要求的新一代移动通信标准。文章主要分析了LTE技术在地铁无线通信中的应用，以供参考。
关键词：LTE技术；地铁；无线通信
与此同时，随着社会经济的快速发展，我国城市地铁线网逐步形成，客流量持续高速增长。地铁在为乘客提供安全快捷交通服务的同时，保障连续的4G网络覆盖将成为提升综合服务水平的重要手段。LTE技术具有高带宽、低时延、抗干扰等特点。将LTE技术引入地铁车-地无线通信系统，充分利用LTE的特点，提高地铁交通运输的服务质量，提升乘客服务体验。LTE技术在地铁乘客信息系统(以下简称P I S)车-地无线通信中的广泛使用是大势所趋。
1.地铁无线通信系统概述
地铁作为目前一种极为方便、快捷的交通工具，并以速度较快、安全舒适性较高、运输量较大等优势，成为了城市综合运输格局中最为重要的角色。随着地铁客运量的不断增大，使地铁的安全性以及服务水平受到了社会各界的普遍关注，同时也要求地铁具有更高的安全性。地铁通信系统是地铁正常运行的核心关键，是地铁管理、指挥、治理、服务的综合平台，为地铁运行的安全、效率提供了有效的保障。地铁通信系统保证了列车安全的运行，为乘客的出行安全提供了有效的保障，而且地铁通信系统在面对紧急异常情况时，能快速地转变为事故处理的指挥系统。地铁通信系统由三个部分构成，分别是专用通信系统、公用通信系统和公安通信系统。专用通信系统有专用电话、无线通信、传输、广播、集中告警、办公数据网络以及综合布线等，其中无线通信是最主要的通信方式，具有通过无线传输、识别及定位、移动通信为车辆段调度、列车运行调度、维修调度可灾害防控提供保障的重要任务。
无线通信系统是对地铁的指挥、通信、调度进行记录的主要手段，是地铁正常运行中不可或缺的关键设备。通过对无线通信系统记录的信息都可以对发生的安全事故做出准确的分析，对监督、调度、指挥、通讯等提供了重要的工作依据。因此，地铁无线通信系统要求信息记录设备必须具有较高的稳定性和可靠性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当地铁信号遭受外界信号的干扰时，无线通信系统可以以最佳的路线进行信号传输，从而保障了信号的稳定性。
2、LTE技术概述
LTE是指长期演进技术，是第4代的移动通信标准，它是由3GPP组织制定的长期演进，它也是UMTS技术标准的Long term evolution。LTE技术适合在高速的移动环境使用，按照理论来讲，它移动速度可以被允许在500km/h；因为LTE使用的是专用频段，所以抗干扰性很强；LTE可以很好的支持视频、图像的传输。LTE采用分组传输、低延时，能够在地铁高速移动情况下实现无缝覆盖的高数据率。LTE能够在20MHz频谱带宽下提供下行100Mb/s，上行50Mb/s的峰值速率。LTE技术在解决带宽和移动性上具有优势。技术发展较为成熟，产业链丰富完善。TD-LTE技术可以充分地利用通信信道对称性的特点，简化系统设计复杂度，提高系统性能，并且系统高层总体上可以与FDD保持一致，更好地实施数据传输融合。
和3G网络技术相比而言，LTE网络技术本身具备着一定的优势，首先LTE网络技术具备着高数据速率，能够实现分组传送大数据，降低网络延迟，并且该项网络技术的覆盖范围相比较其他网络技术而言更为广泛，能够完成向下兼容等技术难题，所以该项技术被专家学者们认为是3G网络技术逐步向4G发展的最为重要的主流技术。就现今而言，大部分的主流运营商对于LTE标准都是表示支持的态度，这为长期演进技术的发展而言，具有着十分重要的影响作用。
目前，在我国新建地铁项目中，开始逐步引入LTE技术实现车-地无线通信。国内郑州的一号线地铁建设时，最先将LTE技术用在无线车地通信上。郑州的一号线地铁在2013年底顺利开通，是我国地铁在P I S无线车地通信中应用LTE技术的第一次伟大成功。目前，全国各地包括广东的地铁新线建设中，LTE技术已被作为一种成熟的技术广泛的应用于地铁PIS无线车地通信中。
3、LTE技术在地铁无线通信中的应用
3.1地铁的LTE需求
车载CCTV的安全需求。LTE可为车载CCTV提供较为清晰的视频传输，同时保证列车的运行以及车厢内乘客的情况得以实时监控，保障能够实时传输动态图像，及时处理各项突发事件和治安问题。列车运行的突发问题能够提供明显提示，确保运营的绝对安全。利用LTE技术，使得列车上的各项设备能够准确接受系统发出的信息，用于车厢内各项信息的播报，使乘客得到正确的引导，正确的换乘地铁。
乘客信息服务系统的需求。随着信息技术的飞速发展,网络已成为人们生活中的重要组成部分,同时也成为了乘客需要服务的部分。LTE技术可为地铁提供高品质视频传输，缩短延时，尽可能保证实时播放各种新闻、赛事及娱乐节目等，使人们的需求得以满足。
增值业务需求。由于LTE可进行高清传输且能够有效缩短延时，因而可为各类高清广告提供有效的实时播放平台。可以对地铁各个时段的客流量及乘客人群进行调查，合理的确定投放广告的类型及数量，带来经济效益，从而降低运营成本。
网络安全需求。LTE网络需要通过对容灾进行备份而为地铁安全数据提供可靠性的保证。首先就要采用双层网络与双网冗余实现对核心网的接,eNodeB板卡要进行冗余配备,然后再采用双频和双网对其进行交织与覆盖,必须要在系统安全冗余有保证的前提下,避免同频干扰,从而为网络的性能及其安全提供保证。
3.2干扰问题
LTE技术使地铁运营更加安全、便捷、舒适。同时，引入LTE之后，也会带来一些问题，如系统间的干扰问题。通过有效的技术手段和建设手段完全可以降低干扰，使地铁中的各种无线通信系统安全、可靠地运行。
对于任意一个通信系统下处于工作中的接收机来说，别的通信系统发出的信号都是干扰信号。这些干扰主要包括阻塞干扰、互调干扰和杂散干扰等，而对于地铁的LTE无线车地通信系统，它的主要干扰来源是LTE的自身的同频率干扰和WLAN、公网信号等其他的无线网络。而其中，针对同频率干扰，它可以进行IRC、ICIC、调度算法等方法来小区间的消除、干扰控制和协调。(1) IRC技术:它是说在地铁上，因为各车间有间隔，按照CBTC信号系统的要求，各车间隔不能小于90s，而列车运行的平均车速是50km/h，那么90s行车间的距离是1250m。(2)ICIC技术:它是说经过频率规划，来达到小区的中心有相同的频率，而相邻的两小区边缘不同频率的配置，这样可以使小区中心的吞吐量最大化，并且确保小区的边缘信噪比较高，来实现小区边缘速率的提高。
多径干扰是指无线信号在地铁无线车地通信系统中从发射天线开始，通过许多个路径最终到达接收天线需要的不同的传播时延。地铁区间是通过泄漏电缆的方式达到覆盖，来减少多径造成的时延差，保证信号的传播路径有限。这样可以减少多径干扰。而且，LTE技术本身就使用了OFDM技术和增加循环前缀相结合的方法对抗多径干扰。
4.结语
我国的地铁建设发展迅速，引用系统LTE来建设地铁通信的分布系统是当代地铁室建设的新突破。随着我国各大城市中轨道交通的迅速发展，我们做研究所得出的结论将会对以后建设地铁的室内所有分布系统包括建设LTE系统有非常重要的指导作用，甚至将被作为理论依据。我们为LTE无线车地通信的干扰相关有效的措施，并最大程度的确保无线通信的可靠性、可用性和安全性。
参考文献
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[4]林善亮,吴杰.FDD-LTE在高铁应用场景中基站覆盖半径的设计探讨[J].现代电信科技.2014(09)
论文作者:唐自强
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/8/3
标签：地铁论文; 技术论文; 通信系统论文; 干扰论文; 无线通信论文; 乘客论文; 信号论文; 《基层建设》2016年9期论文;