TD-LTE在未來地鐵無線通信中的應(yīng)用

劉紹鵬

【摘要】 隨著社會的發(fā)展，地鐵行業(yè)對無線通信的技術(shù)要求越來越高。文章首先闡述了TD-LTE無線寬帶系統(tǒng)，然后探討了TDLTE在未來地鐵無線通信中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】 TD-LTE 地鐵無線通信 應(yīng)用

為了滿足乘客對地鐵安全、舒適、快速、信息化的需求，地鐵使用了各種通信技術(shù)，以便最大化的實現(xiàn)地鐵內(nèi)無線信息的交流。從2003年開始，我國地鐵使用了GSM-R數(shù)字通信技術(shù)，但是這種技術(shù)已經(jīng)無法滿足地鐵未來數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的要求，就需要地鐵發(fā)展更高效、可靠的無線寬帶通信系統(tǒng)。

一、 LTE無線寬帶系統(tǒng)

LTE是一項數(shù)據(jù)速率更高、成本更低、時延更短以及覆蓋質(zhì)量、系統(tǒng)容量更好的無線通信技術(shù)。LTE是鐵路最早使用的GSM-R數(shù)字通信技術(shù)的升級版通信技術(shù)。LTE同未來無線通信系統(tǒng)的移動化、帶化和IP化等發(fā)展趨勢相同，能夠為鐵路創(chuàng)造更好的業(yè)務(wù)承載平臺。LTE技術(shù)具體可以分為TD-LTE時分系統(tǒng)與FDD-LTE頻分系統(tǒng)，本文講的主要是TD-LTE時分系統(tǒng)。這種通信技術(shù)具有靈活性的配置，同時還有比較高的頻譜利用率比，因此當(dāng)前我國主要廣泛應(yīng)用的是TD-LTE時分系統(tǒng)[1]。

二、 TD-LTE在未來地鐵無線通信中的應(yīng)用

LTE在鐵路領(lǐng)域之中廣泛應(yīng)用是因為IP具有連接特性以及LTE的高速寬帶等優(yōu)點。寬帶集群網(wǎng)絡(luò)可提供的業(yè)務(wù)有：寬帶無線數(shù)據(jù)傳輸、語音集群調(diào)度和視頻調(diào)度。具體在地鐵無線通信當(dāng)中的應(yīng)用有：語音集群調(diào)度、車載數(shù)據(jù)、視頻調(diào)度、PIS信息系統(tǒng)應(yīng)用。

2.1語音集群調(diào)度

TD-LTE 能夠?qū)崿F(xiàn)地鐵上語音集群的調(diào)度，可以實現(xiàn)單工呼叫、組呼以及雙工呼叫的業(yè)務(wù)。這種呼叫的模式可以和TETRA 等現(xiàn)有的數(shù)字集群系統(tǒng)相媲美，它的呼叫建立時間恩能夠達(dá)到300ms 內(nèi)（單基站）[2]。因此這種語音業(yè)務(wù)可以對地鐵工作人員進(jìn)行有效的調(diào)度，最大化的滿足了地鐵運營需要的調(diào)度呼叫業(yè)務(wù)。此外，地鐵車站還能夠為TD-LTE 的核心網(wǎng)設(shè)備提供對應(yīng)的二次開發(fā)接口，從而實現(xiàn)了對應(yīng)業(yè)務(wù)的二次開發(fā)。

2.2車載數(shù)據(jù)

地鐵的車載數(shù)據(jù)分為：列車設(shè)備運行監(jiān)控數(shù)據(jù)、列車控制數(shù)據(jù)、列車多媒體視頻廣播、車廂視頻監(jiān)控、列車外部監(jiān)控數(shù)據(jù)這五種類型。列車設(shè)備運行監(jiān)控數(shù)據(jù)能夠有效地時事監(jiān)控機(jī)車的電力與動力等相關(guān)設(shè)備狀態(tài)；列車控制數(shù)據(jù)的內(nèi)容有車機(jī)聯(lián)控、列控、ATP以及ATO等，且這些數(shù)據(jù)的可靠性比較高。列車多媒體視頻廣播可以播放高清視頻廣播和廣告，為旅客提供生活服務(wù)。車廂廂視頻監(jiān)控是對列車內(nèi)部旅客的狀況進(jìn)行監(jiān)控，是為了保證列車運行的安全和旅客的安全。列車外部視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)則主要是對列車司機(jī)的工作情況進(jìn)行實時監(jiān)控，督促司機(jī)安全駕駛。與此同時，地鐵調(diào)度中心可以及時的了解列車內(nèi)外的情況，從而保證乘客和列車的安全。這種車載數(shù)據(jù)是通過數(shù)據(jù)實現(xiàn)的數(shù)據(jù)和單元的接入，接著再利用LTE把車內(nèi)的IP局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送到地面上，并且車載數(shù)據(jù)和TAU的相接還可以支持很多種類的專網(wǎng)頻段。首先，TAU單元可以滿足列車高速運行的需求。如果將TAU單元中的將雙天線接口向外放置，就能支持雙流以及多集數(shù)據(jù)傳輸。其次，TAU單元還支持列車的遠(yuǎn)程維護(hù)維護(hù)的功能，具體包含了狀態(tài)管理、升級軟件和配置的管理。最后，它還能夠適應(yīng)車廂內(nèi)部的嚴(yán)酷電磁環(huán)境、高溫、濕熱的環(huán)境使用的要求。

2.3視頻調(diào)度

雖然傳統(tǒng)的指揮調(diào)度系統(tǒng)可以實現(xiàn)語音的傳送和調(diào)度，但是對于決策命令的下達(dá)和判斷來說，還顯得不夠明確。而TD-LTE 視頻集群通信系統(tǒng)它結(jié)束了只能聽見聲音的調(diào)度歷史，它是一個集視頻調(diào)度、視頻會議、視頻聯(lián)動、遠(yuǎn)程監(jiān)控和智能分析等功能于一體的綜合音視頻集群通信系統(tǒng)。本文主要介紹的是視頻聯(lián)動和視頻會議功能。第一，視頻聯(lián)動作為一項調(diào)度技術(shù)，它與行業(yè)的實際應(yīng)用非常貼近。如果在地鐵站出現(xiàn)突發(fā)事故。現(xiàn)場人員就可以撥通寬帶集群電話，事發(fā)現(xiàn)場的真實畫面就會出現(xiàn)在調(diào)度指揮中心的監(jiān)控屏幕中，有利于指揮調(diào)度中心快速的了解事故的情況，再結(jié)合語音信息，從而能夠快速的做出應(yīng)對措施。第二，在TD-LTE 視頻集群系統(tǒng)中，移動指揮調(diào)度中心可以與各個分控中心進(jìn)行進(jìn)度磋商、問題解決以及階段性總結(jié)等。地鐵可以利用它對現(xiàn)場進(jìn)行高效得得指揮和調(diào)度。

2.4 PIS信息系統(tǒng)應(yīng)用

當(dāng)前，PIS信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)主要有視頻節(jié)目下傳值車廂、車廂監(jiān)控視頻上傳監(jiān)控中心和車輛故障狀態(tài)信息傳送。PIS信息系統(tǒng)對視頻的穩(wěn)定性、格式、時速等有較高的質(zhì)量要求。而TD-LTE 傳輸帶寬更高、延遲率更低，可以很好的滿足PIS 系統(tǒng)的需求。

三、結(jié)束語

由此可見，TD-LTE寬帶集群系統(tǒng)可以提供語音集群、車載數(shù)據(jù)、視頻調(diào)度以及PIS信息系統(tǒng)等多種業(yè)務(wù)，能夠很好地滿足未來地鐵無線通信的業(yè)務(wù)需求。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 尹?？?TD-LTE無線通信系統(tǒng)在鐵路上的應(yīng)用[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2013，（6）：1-2.

[2]王海龍.LTE技術(shù)在鐵路應(yīng)用的可行性研究[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2013（4）：1-2.