LTE-U在城市轨道交通中的应用研究

随着LTE在城市轨道交通中的推广应用,授权频谱资源不足与城市轨道交通车地间数据传输需求的矛盾制约着车地无线通信系统建设方案的选择,利用非授权频谱实现LTE的LTE-U新兴无线技术有望缓解甚至解决该问题。通过对LTE-U的技术研究,分析其在城市轨道交通应用中的技术优势：移动和切换性能优异、传输时延小、抗干扰能力强、覆盖半径大、QoS保障好、安全性高、可靠性高等特点。通过搭建LTE-U测试网络,在实验室进行120 km/h、140 km/h、160 km/h典型速度下加载CCTV和PIS业务测试;在80 km/h城市轨道交通线路上,采用 A、B冗余组网测试,A网承载CBTC业务,B网综合承载CBTC、CCTV和PIS业务;选择在80～170 km/h的速度下搭建LTE-U网络,并进行CCTV和PIS业务测试。测试结果显示,LTE-U具有对城市轨道交通CBTC、CCTV、PIS业务的承载能力。同时,LTE-U在城市轨道交通的应用仍面临诸多挑战,如LAA技术的TAU有待开发、Standalone技术的多载波聚合产品不成熟以及其他非授权频谱产品的竞争等,最终提出在城市轨道交通中部署LTE-U的建议。     

小带宽下LTE-M系统承载CBTC业务能力分析

业内对1.4 MHz和3 MHz等小频谱带宽承载CBTC(基于通信的列车控制)业务能力的研究报道不多。为了研究城市轨道交通车地综合通信系统(LTE-M)在小带宽下的业务承载能力,设计了基于LTE(长期演进)技术的LTE-M系统,并在青岛地铁2号线进行实地测试。测试结果表明:在满足丢包率、时延等要求的条件下,车地无线通信系统在1.4 MHz和3 MHz带宽下可分别承载3路和6路CBTC业务。     

基于LTE的城市轨道交通车地通信综合承载系统

为保证城市轨道交通运营安全,迫切需要整合车地无线通信生产业务的承载需求,建立基于城市轨道交通专用无线频段的车地通信系统。利用我国自主知识产权的TD-LTE(time division long term evolution,分时长期演进)技术,设计出基于LTE(long term evolution,长期演进)的城市轨道交通车地通信综合承载系统(LTE-M),在北京的国家铁道实验中心环形道进行全球第1个LTE-M系统的试验段测试。整个测试过程完全复制列车的实际运行场景,包括真实的车辆、设备以及高架、隧道等实际通信场景。大量的测试结果表明,所设计的LTE-M系统抗干扰能力强、综合承载能力强、频谱利用率高,能够满足轨道交通业务需求。LTEM系统用于承载轨道交通综合业务,在保障CBTC(基于通信的列车控制)业务高可靠传输的同时,能够为CCTV(车辆视频监控)和PIS(乘客信息系统)等业务提供有效的传输通道。     

基于LTE技术的车地通信系统综合业务承载能力测试研究

无线局域网(WLAN)在地铁中的使用存在频点干扰严重、列车高速移动时带宽不稳定、越区切换频繁等问题,已不能满足当前城市轨道交通信息传输日益增长的需求,为此设计基于长期演进(LTE)技术的城市轨道交通车地无线通信系统解决方案。通过在20MHz带宽下对该系统综合业务承载能力的测试研究表明:A网在5MHz带宽下可同时承载6路基于通信的列车运行控制(CBTC)业务;B网在15MHz带宽下可同时承载6路CBTC及其他多项业务。测试过程中各项指标符合要求,系统性能稳定,完全具备城市轨道交通系统多业务承载能力,对城市轨道交通车地通信系统工程的建设具有参考价值。     

杭州地铁4号线TD-LTE网络建设

2014年杭州地铁4号线率先在业内通过轨道交通乘客信息系统(PIS)招标,使用车-地无线通信(TDLTE)技术建设车地无线专网,用以承载PIS视频直播和车载视频监控业务。本文简述该项目的建设情况以及实际测试结果,在网络建设时,正线采用1785~1805 MHz的20 MHz频率进行组网,上下行子帧配比设置为2∶2,并与800 M TETRA数字集群通信系统共用漏缆。经过测试,各项指标符合设计要求,完全可以满足PIS业务承载需求。2015年7月,杭州地铁首次在全国范围内完成了基于已开通运营线路的轨道交通车辆综合通信系统(LTE-M)综合业务承载测试。通过测试验证3、5、10 MHz以及15 MHz等多个不同频宽下的业务承载能力,为杭州地铁后续线路列车自动控制(CBTC)系统业务的承载提供参考依据。     

城市轨道交通全自动运行模式下的车地无线综合通信网络方案分析

针对城市轨道交通全自动运行模式下的车地无线通信需求,对LTE(长期演进)技术的承载能力和频率规划方案进行了分析,发现LTE技术传输带宽受限,需要建立备用的无线通信传输通道。提出了一种适用于城市轨道交通全自动运行线路的LTE+WLAN(无线局域网)的综合车地无线通信网络方案,利用LTE A/B双网系统设备进行车地无线通信安全类和非安全类业务的综合承载。WLAN作为TCMS(列车监控管理系统)、车载CCTV(闭路电视)、车载PIS(乘客信息系统)的备用传输通道,可满足车地无线通信业务的带宽需求和可靠性需求,并保障城市轨道交通安全运营。     

LTE在悬挂式单轨车地无线通信系统中的应用

研究目的:随着我国城市化进程的加快,地铁、轻轨等交通方式成为大城市解决交通拥堵和空气污染等问题的重要手段,但一些二、三线城市更加需要经济适用、中低运量的轨道交通方式。因此,本文对悬挂式单轨交通综合车地无线通信系统的技术体制、频率需求、系统功能以及系统架构进行深入研究和探讨。研究结论:(1) TD-LTE作为悬挂式单轨车地综合无线通信系统方案无线通信平台,用于综合承载信号列控、调度集群通信、列车运行状态信息、PIS、CCTV等业务的无线传输,具有简化系统、节省系统维护费用等优点;(2)提出的一种基于LTE的悬挂式单轨交通车地综合无线通信系统设计方案,在保障CBTC业务高可靠传输的同时,通过单个LTE系统实现悬挂式单轨交通的CBTC、调度语音、车载PIS和CCTV等业务的综合承载;(3)本研究成果对城市轨道交通综合无线通信系统的长期技术演进有一定的指导意义。     

城市轨道交通车地通信综合承载系统(LTE-M)性能测试与分析

在城市轨道交通系统中,各子系统车地通信模块是完全独立的。独立建网造成城市轨道交通沿线缆线密集,结构复杂,对珍贵的频率资源也造成了极大的浪费。目前车地无线普遍采用基于IEEE 802.11的WLAN(无线局域网)技术,该技术存在频点干扰严重、高速性能瓶颈等重要缺陷。为了解决这些问题,将LTE(长期演进)应用到城市轨道交通的车地无线通信系统是很有必要的。设计了基于LTE的城市轨道交通车地通信综合承载系统(LTE-M),并在武汉地铁进行了LTE-M系统的性能测试。测试结果表明:LTEM系统具有系统稳定、综合承载能力强的特点,不仅能满足CBTC(基于通信的列车自动控制)系统传输要求,同时还具有为PIS(乘客信息系统)和CCTV(闭路电视监控)系统提供良好通道的能力。     

乘客信息系统(PIS)车-地无线通信LTE组网设计研究

在城市轨道交通乘客信息系统(PIS)车-地无线系统中,目前主要应用为基于IEEE 802.11系列协议的WLAN技术,主要有2.4G及5.8G两种方式。目前欧洲主流应用为5.8G频段,国内主要采用2.4G频段。尽管LTE技术在民用移动通信领域已得到广泛应用,但在城市轨道交通乘客信息系统(PIS)采用LTE技术的车-地无线通信系统目前较少。本文就LTE技术在城市轨道交通乘客信息系统(PIS)中的应用进行研究,设计一种采用LTE技术组网的方式实现城市轨道交通乘客信息系统(PIS)车-地无线通信,通过组网方式的优化,简化设计,更好的实现LTE技术在城市轨道交通领域的应用。     

基于LTE的城市轨道交通综合业务承载应用研究

通过对LTE(长期演进)应用原理的描述及LTE综合承载业务需求分析,介绍了采用基于LTE技术的1.8 GHz双网(15 MHz+1.4 MHz)城市轨道交通车地无线宽带网络,来综合承载CBTC(基于通信的列车控制)、乘客信息系统、闭路电视业务和列车状态监视业务的方案。针对方案中可能存在问题提出了一套测试方案,通过测试验证了方案的可行性。测试方案验证了主备TAU(车载接入单元)能够通过车载乘客信息系统二层网络实现主备切换,且列车头尾TAU的VRRP(虚拟路由冗余协议)心跳数据不影响车载二层网络业务,通信TAU头尾切换时的业务数据对信号TAU的CBTC业务没有影响;验证了LTE综合承载网方案的可行性,为后续项目实施提供了可靠依据。     

城市轨道交通长期演进(LTE)综合承载系统的可靠性设计

分析了城市轨道交通车地无线通信的可靠性要求。从网络覆盖和传输链路两方面详细阐述了LTE(长期演进)综合承载系统车地无线通信的可靠性设计。以宁波轨道交通1号线某区间为对象进行试验,测试了场强、信噪比及丢包率等指标。测试结果显示,LTE综合承载系统满足规范要求,可靠性高,可用于城市轨道交通的车地无线通信综合承载。     

南京地铁宁高线LTE系统综合业务承载方案

宁高城际禄高段为南京地铁首条采用LTE系统实现车地无线通信系统的线路,也是全国首条在120 km/h高速下采用该技术综合承载信号CBTC、PIS、车载CCTV、车辆状态信息等业务的线路。分析宁高城际禄高段LTE车地无线通信系统综合业务承载技术方案,对LTE综合承载业务、无线资源配置情况及宁高线LTE系统网络架构进行论述;并从系统网络优化、区段运行、干扰风险、网络单点可靠性及综合承载网络性能5个方面对应用方案进行测试,有效验证LTE综合业务承载的合理性与适用性。宁高城际禄高段所积累的经验可供同类工程参考借鉴。     

LTE技术在城市轨道交通车地通信中的应用

分析无线局域网作为城市轨道交通车地传输系统存在的一些重要问题;介绍LTE的技术特点,提出将LTE应用到城市轨道交通车地无线通信系统是很有必要的;针对城市轨道交通车地无线通信的综合承载需求,设计基于LTE的城市轨道交通车地通信传输系统,并给出相应的LTE网络架构和测试方案,为城市轨道交通进行车地信息综合承载提供较为全面的视角和参考。     

城市轨道交通TD-LTE综合承载业务探讨

TD-LTE技术及相关规范在城市轨道交通领域中的应用及推广,新建线路工程相关系统的车-地无线通信业务通过L T E技术实现综合承载。因该频段可申请的频率资源有限,实现信号系统与视频业务综合承载的方案已不能完全满足传输业务性能要求。以实际工程为案例,提出利用有限的L T E稀缺频率资源综合承载信号系统和无线智能运维系统业务的创新方案,为城市轨道交通LTE综合承载提供设计参考方案。     

轨道交通无线通信综合承载网解决方案研究

通过对城市轨道交通行业无线通信业务需求总结,以及无线通信技术对比分析,提出适用于轨道交通行业的基于TD-LTE技术无线通信综合承载网解决方案,综合承载信号系统、乘客信息系统(PIS)、视频监控系统、紧急文本信息等业务。     

基于LTE技术的城市轨道交通车地通信综合承载环形道试验方案

针对城市轨道交通车地通信业务进行分析,提出基于LTE技术的城市轨道交通车地通信综合承载方案,希望对LTE技术在城市轨道交通的应用有一定的借鉴意义。     

地铁车载CCTV图像上传应用与研究

随着城市轨道交通的快速发展,乘客信息系统(PIS)和视频监控(CCTV)系统已经成为地铁中不可缺少的组成部分,既为乘客提供了最直观的信息交互平台,又在反恐领域起到了不可或缺的作用。对车载CCTV系统图像上传到运营控制中心(OCC)的功能进行了描述,并从组网方式、控制指令传递等方面对系统的功能实现进行了研究和说明。     

LTE技术在长春市地铁1号线的应用

基于LTE技术车地无线通信,介绍长春地铁1号线乘客信息系统中车地无线通信的系统构成、系统覆盖、切换设计等方案,并在此基础上,对工程实际应用效果进行数据测试。测试结果表明LTE车地无线通信系统能很好地满足乘客信息系统的业务承载需求。提出的系统设计方案可对今后城市轨道交通车地无线网络设计提供参考。     

中低运量轨道交通LTE专网带宽需求研究

研究目的:为适应现代社会发展的不同需求,悬挂式单轨、中低速磁浮、山地齿轨等中低运量轨道交通应运而生。中低运量轨道交通采用LTE系统实现多业务的无线综合承载。本文分析了车地无线通信的业务特点和带宽需求,提出了车地无线通信带宽需求计算方法和提出了不同带宽资源下的业务综合承载方案。研究结论:(1)中低运量轨道交通无线通信系统可充分考虑资源整合和降低造价等因素,没必要像铁路和地铁等大运量轨道交通那样繁杂,采用单个LTE系统代替传统的TETRA、WLAN等多个系统,实现多业务的综合承载;(2)针对中低运量轨道交通运营模式,分析了车地无线通信业务特点和带宽需求,并根据LTE系统本身可提供的容量限制,给出了在5 MHz、10 MHz、15 MHz和20 MHz不同带宽资源下,LTE专网业务承载方案建议;(3)本文的研究成果对悬挂式单轨、中低速磁浮、山地齿轨等中低运量轨道交通LTE无线通信系统的建设有一定的指导意义。     

基于LTE和WiFi混合组网的综合承载研究

为提高车地无线通信系统抗干扰性能,增强综合承载业务传输能力并验证其在LTE与Wi Fi混合组网环境下的适应性,在郑州市轨道交通2号线上进行以CBTC业务为核心的综合承载测试。测试结果表明,在LTE网络环境下,在保障CBTC业务高可靠性传输的同时,能够为IMS和PIS等业务提供有效的传输通道;在LTE和Wi Fi混合组网的环境下,使用专用车载终端可完成LTE网络和Wi Fi网络之间的无缝切换,从而保证CBTC业务的高可靠性传输。