基于TD—LTE的高速鐵路WiFi通信系統(tǒng)及應(yīng)用實踐微探

李春遠(yuǎn)

【摘要】高速鐵路是現(xiàn)代鐵路運(yùn)輸中的重要組成部分，為保障高速鐵路的服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)效率，WiFi通信系統(tǒng)是高速鐵路服務(wù)的重要內(nèi)容，為高速鐵路乘客提供有效的無線服務(wù)，滿足高速鐵路乘客的上網(wǎng)需求。故此，對基于TD-LTE的高速鐵路WiFi通信系統(tǒng)展開分析，并對其具體應(yīng)用進(jìn)行闡述，旨在提升高速鐵路服務(wù)質(zhì)量，滿足乘客的上網(wǎng)的需求。

【關(guān)鍵詞】TD-LTE 高速鐵路 WiFi通信系統(tǒng) 應(yīng)用實踐

移動終端的發(fā)展和進(jìn)步，以智能手機(jī)為代表，逐漸成為人們生活中的一部分，也就使得移動通信和信息化需求成為人們的重要需求。高速鐵路為滿足乘客的信息化需求，需要展開對鐵路無線通信系統(tǒng)的應(yīng)用，從而滿足乘客WiFi上網(wǎng)的需求?；诖?，本文對基于TD-LTE高速鐵路WiFi通信系統(tǒng)展開分析，分別對TD-LTE和高鐵WiFi展開討論，并對其具體應(yīng)用進(jìn)行闡述，具體內(nèi)容如下。

一、高速鐵路TD-LTE

TD-LTE是現(xiàn)代通信的重要組成部分，且得到了廣泛的應(yīng)用與實踐。主要是由OFDIdA/SC-FDMA、TDD和多天線技術(shù)等構(gòu)成，對提升信息傳遞速率和傳遞質(zhì)量具有積極的作用?，F(xiàn)階段，鐵路TD-LTE覆蓋是保障鐵路通信的基礎(chǔ)，且是建立在TDD模式的寬帶無線接入網(wǎng)絡(luò)，上行能夠達(dá)到50Mb/s，下行可以達(dá)到100Mb/s。

TD-LTE的主要技術(shù)特點為：①TD-LTE具有較小的數(shù)據(jù)信息傳遞延時效果，具體延時<100ms；②具有較低的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，其成本小于傳統(tǒng)3G通信的1/3；③具有多種支持能力可以滿足高速列車的在350km/h的運(yùn)行狀態(tài)下的通信，還支持的非對稱的上下行信息傳遞，支持1.25～20MHz帶寬單一頻段；④具有較高的頻譜利用率，上行鏈路和下行鏈路分別為2.5（bit/s）/Hz，5（bit/s）/Hz；⑤支持多種同頻的組網(wǎng)方式。

高速鐵路TD-LTE通信也存在一定的問題，主要體現(xiàn)在車體穿透消耗、多普勒頻移、頻繁切換等問題，在構(gòu)建基于TD-LTE的高速鐵路的WiFi通信系統(tǒng)時，需要對這類問題進(jìn)行控制和處理，保障WiFi通信系統(tǒng)的功能。

二、高鐵WiFi

高鐵WiFi是建立在高速列車上的無線局域網(wǎng)，是服務(wù)于高速鐵路乘客的重要方式。其中WiFi符合IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)。其主要的技術(shù)特點為：

（1）具有傳輸速率快的特點，具體的協(xié)議速率最低300Mb/s，最高可以達(dá)到600Mb/s，具有加高的應(yīng)用價值。

（2）可以有效的對高速鐵路進(jìn)行覆蓋，通過分析可以得到WiFi的覆蓋面積半徑能夠達(dá)到100m。

（3）WiFi的覆蓋建設(shè)中，具有較低的建設(shè)成本，不必展開各類通信線路的布置，僅僅通過熱點設(shè)置的方式，能夠滿足高鐵乘客的基本需求。

（4）WiFi具有較低的功率，且具備良好的安全性和穩(wěn)定性，對滿足乘客的上網(wǎng)需的滿足效果較為理想。

高鐵WiFi在具體的設(shè)置中，需要對每個車廂展開POE交換機(jī)和AP的布置，從而實現(xiàn)的熱點的建設(shè)，進(jìn)而達(dá)到對高鐵WiFi的覆蓋，進(jìn)而滿足高速鐵路乘客的上網(wǎng)需求。具體的高鐵WiFi是由Ac、匯集交換機(jī)和POE交換機(jī)、AP等構(gòu)成，是滿足高鐵無線通信的基礎(chǔ)。

三、基于TD-LTE高速鐵路WiFi通信系統(tǒng)的構(gòu)建及應(yīng)用實踐

（一）基于TD-LTE高速鐵路WiFi通信系統(tǒng)的構(gòu)建

再綜合分析TD LTE和WiFi的基礎(chǔ)上，從而完成對基于TD-LTE高速鐵路WiFi通信系統(tǒng)的建設(shè)。根據(jù)系統(tǒng)基本情況，可以將系統(tǒng)大致分為四個部分，分別為車地通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心、傳輸網(wǎng)絡(luò)、車載系統(tǒng)構(gòu)成。其中每個系統(tǒng)承擔(dān)著不同的功能，對滿足高速鐵路乘客的基本需求具有積極作用。

（1）車地通信系統(tǒng)。屬于地面部分，TD-LTE主要是按照高鐵的線路需求，展開線性網(wǎng)絡(luò)的布置，并根據(jù)通信的基本需求，選擇適宜的天線位置與基站位置，保障TD-LTE的通信質(zhì)量。為保障TD-LTE無線傳輸?shù)馁|(zhì)量，需要綜合對影響TD-LTE的因素進(jìn)行處理，通過增加上下行發(fā)射功率和接收端的增益、合理設(shè)置接受天線的位置，從而降低穿透損耗。對于多普勒頻移，可以選擇TD-LTE導(dǎo)頻序列，運(yùn)用適宜的糾偏方法，達(dá)到對多普勒頻移處理。

（2）數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心具備網(wǎng)絡(luò)管理平臺，是由各類服務(wù)器、核心網(wǎng)等部分構(gòu)成，其中各類服務(wù)器主要有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、計算服務(wù)器和通信服務(wù)器等構(gòu)成，能完成對網(wǎng)絡(luò)的管理和上網(wǎng)行為的管理。

（3）通信網(wǎng)絡(luò)。借助高速鐵路現(xiàn)有傳輸設(shè)備和光纖傳輸設(shè)備等，完成對車載終端和車地通信系統(tǒng)的無線傳輸，完成通信任務(wù)。

（4）車載終端主要是WiFi部分，主要是由車載AP、AC、終端和上網(wǎng)行為管理設(shè)備等構(gòu)成。其中車載終端與車載服務(wù)器連接，具體的連接是運(yùn)用POE交換機(jī)連接，再由匯集交換機(jī)將每個車廂POE交換機(jī)進(jìn)行連接。車載服務(wù)器與無線覆蓋熱點相連接，列車內(nèi)的乘客運(yùn)用熱點實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的接入，從而完成相關(guān)上網(wǎng)功能。車載控制服務(wù)器對列車內(nèi)乘客是否的訪問到正確的服務(wù)器進(jìn)行控制。

（二）基于TD-LTE高速鐵路WiFi通信系統(tǒng)的應(yīng)用實踐

于2014年1月我國首個面向鐵路乘客高速鐵路WiFi通信系統(tǒng)展開運(yùn)用，為高速鐵路提供了一個一體化的無線信息平臺，從而滿足高速鐵路乘客的上網(wǎng)需求。同時借助基于TD-LTE高速鐵路WiFi通信系統(tǒng)還為客運(yùn)管理部門提供了有效的列車人員的管理平臺，具有較好的運(yùn)行效果和信號要求，可以有效的與三大無線通信運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計入是且具有較高數(shù)據(jù)傳輸速度，為乘客提供一個良好的上網(wǎng)體驗。

四、結(jié)束語

分析基于TD-LTE高速鐵路WiFi通信系統(tǒng)中的高鐵TD-LTE、WiFi，再綜合兩者特點，完成對基于TD-LTE高速鐵路WiFi通信系統(tǒng)的構(gòu)建，滿足乘客上網(wǎng)需求，推動高速鐵路服務(wù)水平和服務(wù)質(zhì)量。