針對(duì)LTE技術(shù)運(yùn)用到地鐵無線通信的探索

王澤

摘要：隨著時(shí)代飛速發(fā)展，人們生活節(jié)奏越來越快，與此同時(shí)，對(duì)于通訊等方面的要求也越來越高。地鐵是現(xiàn)代都市人們出行的主要方式之一，由于其絕大多數(shù)情況位于地底，由此通信質(zhì)量一直受到社會(huì)的關(guān)注。故本文就LTE技術(shù)與地鐵無線通信聯(lián)合應(yīng)用展開討論。

關(guān)鍵詞：地鐵;無線通信;LTE;

0引言

地鐵已然是當(dāng)下人們出現(xiàn)主要交通工具形式之一[1]。就地鐵系統(tǒng)而言，唯有不斷地改良以及提升其自身系統(tǒng)，對(duì)各個(gè)配套基礎(chǔ)進(jìn)行提升才能夠?yàn)槌丝蛶砀玫某擞皿w驗(yàn)[2]。就當(dāng)下實(shí)際情況而言，其它方面的技術(shù)研究已然比較深入，且發(fā)展也比較完善，但對(duì)于無線通信方面的研究卻并不多[3]。為了進(jìn)一步提升地鐵服務(wù)質(zhì)量，有必要就LTE技術(shù)與地鐵無線通信技術(shù)融合進(jìn)行探究[4]。

1.??? LTE技術(shù)含義

LTE即長期演進(jìn)技術(shù)形式，其主要以3G為基礎(chǔ)進(jìn)一步演化而來，是位于3G和4G之間的一種典型的過渡性的技術(shù)形式。相較于傳統(tǒng)3G技術(shù)，LTE完成了對(duì)空中介入技術(shù)等方面的創(chuàng)新與改革，提升了3G空中聯(lián)入的實(shí)現(xiàn)可行性，并基于MIMO和OFDM成為了無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)之一。與以往的3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)比，LTE網(wǎng)絡(luò)模式有著一定的優(yōu)勢(shì)性，第一，該網(wǎng)絡(luò)形式有著超高的數(shù)據(jù)傳輸速度，可以完成分組傳遞大數(shù)據(jù)，減少網(wǎng)絡(luò)延遲，另外該技術(shù)的覆蓋空間相比于其他網(wǎng)絡(luò)，也更為廣泛，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)下的進(jìn)一步網(wǎng)絡(luò)融合。故而，該技術(shù)也被業(yè)內(nèi)學(xué)者認(rèn)為是3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)向著4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。但就現(xiàn)階段而言，絕大多數(shù)的運(yùn)營商在LTE的認(rèn)識(shí)均是正面的，而這對(duì)于該技術(shù)的未來深入發(fā)展意義重大。

2.??? LTE技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

2.1? 抗干擾能力更強(qiáng)

相比于wifi技術(shù)形式，LTE在干擾監(jiān)測(cè)、規(guī)避以及控制等方面均有著顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。第一，就干擾監(jiān)測(cè)而言，wifi只是支持系統(tǒng)帶寬的提供服務(wù)，LTE則可以基于OFDM直載波調(diào)度，導(dǎo)頻設(shè)計(jì)從而將各個(gè)時(shí)頻域進(jìn)行更為詳細(xì)地均勻劃分，確保了對(duì)信道時(shí)頻域改變的跟蹤質(zhì)量，對(duì)于干擾監(jiān)測(cè)更為可靠靈敏。就干擾規(guī)避層面，LTE有著完備的編碼、重傳以及IRC體系，另外，可以在毫秒時(shí)間內(nèi)進(jìn)行可靠的調(diào)度管控，能夠結(jié)合具體擾動(dòng)參量，對(duì)資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)式的調(diào)解。一旦發(fā)現(xiàn)干擾參量，則會(huì)立即在頻選調(diào)度的作用下對(duì)各個(gè)終端的參量等進(jìn)行重新資源配置，優(yōu)先使用干擾小、信道質(zhì)量高的頻率資源。就干擾控制層面而言，LTE具備了全面的功率管控機(jī)制，可以更好地完成對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)干擾的管控，例如，ICIC干擾管控算法以及COMP管控機(jī)制等，可以有效降低網(wǎng)絡(luò)整體干擾影響。

2.2? 移動(dòng)性更佳

LTE在移動(dòng)性層面的表現(xiàn)無疑更好于WIFI。Wifi的覆蓋面有限，地鐵在行駛期間需要不斷地重選以及聯(lián)入新的AP，繼而導(dǎo)致的高時(shí)延可能會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。LTE使用的為無縫切換機(jī)制，支持遠(yuǎn)距離的使用，高移動(dòng)特性，可以確保即便地鐵按照每小時(shí)200公里的速度運(yùn)行，其延時(shí)依舊可以做到50毫秒以內(nèi)。

2.3? 可靠性更高

其搭載的多級(jí)QoS算法確保了整個(gè)的網(wǎng)絡(luò)核心信息的傳遞可靠性。QoS算法主要于交換機(jī)以及路由器等設(shè)備中進(jìn)行整定，其中包含帶寬整定、ACK設(shè)置以及優(yōu)先級(jí)明確等。于EPS系統(tǒng)內(nèi)，Qos管控等基礎(chǔ)粒度即為EPS承載。同等承載情況下的全部信息流會(huì)得到同等的QoS保障，而不等的QoS，則也需要特定的EPS支持。常見的LTE包含九個(gè)不同級(jí)別的QoS算法，依據(jù)不同的先后等級(jí)明確用戶，高級(jí)別的得到優(yōu)先支持，而低級(jí)別的滯后傳遞。因此，LTE的整個(gè)可靠性相較于wifi形式更為可靠。

3.??? LTE在地鐵通信中的應(yīng)用

3.1? 列車CCTV使用

基于LTE技術(shù)可以為列車提供更為高可靠、高清的視頻傳輸服務(wù)，能夠完成實(shí)時(shí)對(duì)車輛中的情況的監(jiān)管，為相關(guān)職能部門等提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)影像資料，以更好地應(yīng)對(duì)各種突發(fā)情況。在較為緊急的環(huán)境下，秉持著運(yùn)行安全的有限原則，支持動(dòng)態(tài)輔助性提示。列車相關(guān)設(shè)備接收系統(tǒng)無線傳遞的數(shù)據(jù)信息，并通過處理之后轉(zhuǎn)接至目標(biāo)車輛，利用列車所搭載的音頻設(shè)備等為乘客提供語音播報(bào)、視頻演示等多方面信息服務(wù)，便于乘客安全、便捷地乘用地鐵。

3.2? PIS高清應(yīng)用

車載PIS利用LTE提供車地高清視頻傳輸服務(wù)，能夠保證在幾乎沒有延時(shí)的情況下傳送有關(guān)新聞事件、賽事信息以及廣播節(jié)目等等，顯著提升了PIS多媒體的實(shí)效性以及平臺(tái)的層次性。此外，也可以為乘客提供更為全面，高品質(zhì)的乘用體驗(yàn)。

3.3? 增值業(yè)務(wù)應(yīng)用

LTE支持高清廣告以及其他公共媒體實(shí)施訊息投放服務(wù)，可以具象化至各個(gè)時(shí)間點(diǎn)等開展廣告的投放工作，結(jié)合各個(gè)時(shí)間點(diǎn)高峰人流情況，對(duì)具體需要投放的廣告進(jìn)行人群細(xì)分，以更為科學(xué)化的方式完成高效化的管控。

3.4? 語音集群調(diào)度增加視頻應(yīng)用

TD-LTE視頻集群機(jī)制為于語音調(diào)度前提下擴(kuò)展視頻調(diào)度、遠(yuǎn)端監(jiān)測(cè)、視頻會(huì)議以及智能研究等功用為一體的綜合音視頻集群通訊體系，提升了調(diào)度的實(shí)效性以及可靠性。LTE技術(shù)的組網(wǎng)靈活度更高，性價(jià)比也更有保障，可擴(kuò)展性更好，業(yè)務(wù)能力更強(qiáng)，可以較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)擴(kuò)展性，維護(hù)管理以及業(yè)務(wù)等各個(gè)方面的訴求，也符合未來無線通信技術(shù)的發(fā)展方向。車載PIS、CCTV以及語音視頻系統(tǒng)性的調(diào)度無線融合技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯著，此外可以有效減少不必要的成本投入，降低運(yùn)營維度難度，提增運(yùn)營廣告收益。

3.5? 其它要點(diǎn)

大跨度覆蓋車地統(tǒng)一設(shè)計(jì)、車地一網(wǎng)多服務(wù)承載設(shè)計(jì)和專頻上網(wǎng)穩(wěn)定通訊設(shè)計(jì)進(jìn)行，對(duì)于地鐵通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建意義重大，可以較好地提升運(yùn)營品質(zhì)。另外，于控制中心設(shè)置了地鐵網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心裝置，利用數(shù)據(jù)信息的彼此交互實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的正體系管控，能夠就各個(gè)通訊模塊系統(tǒng)性和可靠性有著一定的積極影響。

在地鐵無線通信系統(tǒng)中引入LTE技術(shù)時(shí)，首先需要就其無線通信軟件系統(tǒng)以及硬件系統(tǒng)等進(jìn)行優(yōu)化與完善，隨后，利用LTE技術(shù)于地鐵無線通信中開展網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)建設(shè)，針對(duì)該系統(tǒng)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)構(gòu)建而言，一般而言使用的為管控中心交換機(jī)以及LTE核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備彼此可靠連接的方式，于隧道區(qū)間選擇的為BBU和RRU組合等形式完成級(jí)聯(lián)，基于該樣式連接完成整體各個(gè)組成的設(shè)置以及設(shè)備的聯(lián)系，確保信息能夠始終處于正?？煽恳约胺€(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸中。

4.??? 結(jié)束語

由于技術(shù)以及環(huán)境等多方面因素制約，一直以來地鐵的通信問題始終是社會(huì)大眾關(guān)注的重要內(nèi)容，同時(shí)，也大大制約了高品質(zhì)地鐵服務(wù)。就當(dāng)下發(fā)展現(xiàn)狀而言，國內(nèi)地鐵LTE技術(shù)建設(shè)依然處于初步階段，故而，需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)于該方面的深入探究，并不斷地實(shí)踐以及累積各方面經(jīng)驗(yàn)。此外，也可以學(xué)習(xí)借鑒其他發(fā)達(dá)地區(qū)的地鐵無線通信技術(shù)形式，以更為前沿現(xiàn)代化的理念加強(qiáng)LTE技術(shù)和地鐵無線通信業(yè)務(wù)的融合，推動(dòng)地鐵通信行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。可以預(yù)見，未來隨著城市軌道交通不斷完善與發(fā)展，無線通信業(yè)務(wù)也必將得到全面使用，高度整合語音、視頻以及數(shù)據(jù)等為一體的LTE寬帶數(shù)字集群技術(shù)勢(shì)必會(huì)成為未來地鐵運(yùn)營管理以及指揮調(diào)度的重要形式。隨著LTE技術(shù)的不斷成熟與應(yīng)用，也同時(shí)為其他信息行業(yè)的發(fā)展奠定了重要前提。

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