LTE-M信号及信令接口监测系统设计

研究LTE-M信号及信令接口监测系统的设计,首先介绍LTE-M系统的网络架构及其互联互通需要开放的接口,分析对LTE-M信号接口及信令接口进行监测和分析的重要性。重点介绍LTE-M接口监测系统的信号接口的监测功能,S1、S5、S6a和S10接口的协议栈及接口监测的内容,详细描述LTE-M接口监测系统的整体架构和实现方式,最后展现接口监测系统所监测的内容。接口监测系统的实现和应用,将在城市轨道交通LTE-M系统的建设和维护过程中发挥重要的作用。     

5G通信系统在城市轨道交通车地通信中的应用分析

中国国内5G系统已经开始商用,第一个5G系统演进版本的标准化已经完成。首先基于目前普遍采用的LTE-M介绍了城市轨道交通车地通信系统的概况和需求,分析了5G通信系统的关键技术及在城市轨道交通车地通信环境中的适用性,最后讨论提出了未来5G通信系统在城市轨道交通车地通信系统中的一些设计思路和方案,指出LTE-M加5G的NR-U是未来城市轨道交通车地通信建设的可行方案。随着车地通信业务的发展,5G系统将可能应用于未来的城市轨道交通车地通信中并发挥重要的作用。     

基于有色Petri网的ETCS无线通信可靠性分析

ETCS-3级(欧洲列车运行控制3级系统)无线通信系统是一个动态、复杂的分布式系统,其性质和最终实现正确性的形式化验证具有重要意义.本文利用分层赋时有色Petri(CPN)网,综合随机信道恶化、越区切换、信道连接中断等无线信道失效模型,提出ETCS无线通信信道模型的分层结构,定义信道失效模型和概率传输延时,分析信道模型和数据传输的时间特性.分析结果表明,数据帧传输延时小于20s的通信可靠性为99.97%.因此,相继运行列车时距为1min时,数据帧传输延时小于20s的通信可靠性满足ETCS规范要求.     

LTE-M综合承载系统互联互通方案设计和性能测试

针对目前城市轨道交通中采用商用公网长期演进(LTE) 系统承载时, 跨核心网互联互通的可靠性和实时性不满足业务需求的问题, 分析了城市轨道交通长期演进(LTE-M) 综合承载系统的业务需求, 提出了LTE-M综合承载系统互操作性需求和数据业务的互联互通需求, 研究了LTE-M综合承载系统互联互通的工作机制, 设计了可靠性保障方法, 包括核心网间路由重建立、核心网间故障倒切、核心网板卡倒切等, 提出了LTE-M综合承载系统互联互通的系统架构; 在实验室搭建了LTE-M综合承载系统互联互通测试环境, 分析了信令和数据, 以验证其是否满足应用需求, 并进行了LTE-M综合承载系统跨核心网切换测试、跨核心网路由测试、核心网故障倒切测试、可靠性测试和互联互通性能测试。研究结果表明: 为满足城市轨道交通列车跨线运营需求, 需实现LTE-M终端和基站之间参考点、核心网服务网关与分组数据网关之间参考点、移动管理实体之间参考点以及归属签约用户服务器与移动管理实体之间参考点接口的互联互通; LTE-M综合承载系统互联互通跨核心网切换时间小于1 s, 核心网间路由重建立时间小于1 s, 核心网单板故障倒切时间小于2 s, 跨核心网故障倒切时间小于31 s; LTE-M综合承载系统互联互通业务传输时延小于0.15 s, 丢包率小于1%;10 MHz带宽能同时传输1路100 kb·s-1的基于通信的列车运行控制业务、2路2 Mb·s-1的车辆视频监控业务和1路4 Mb·s-1的乘客信息系统业务。可见, LTE-M综合承载系统互联互通性能满足城市轨道交通跨线运营的业务需求。      

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。     

适用于全IP移动通信系统的比例资源调度算法

未来的全IP移动通信系统能够提供多种不同QoS要求的业务,资源调度对保证QoS和提高资源利用效率起关键作用。动态规划方法可以求解满足QoS保证的最优调度,但是它对运算速度和存储容量要求很高,难以在实际中应用。为此本文提出一种比例资源调度算法,将QoS保证映射为接纳控制阶段的比例资源分配。由于信道的相关特性已经在接纳控制阶段进行了考虑,而且资源分配比例是时不变的,因此将动态规划问题简化为线性规划问题。文中采用吞吐量最大化调度作为比较基准,仿真了比例资源调度算法的性能,结果表明:由动态规划转化为线性规划带来的性能损失很小;另外当平均信噪比较小时,调度增益较大,并且调度增益随用户数的增加而增大。     

LTE-M宽带集群互联互通场景与实现

随着LT E-M技术在城市轨道交通中应用的普及,实现LT E-M互联互通,特别是集群业务的互联互通需求也越来越迫切.文章介绍LT E-M互联互通的发展现状,结合城市轨道交通实际工程需求,分析LT E-M系统宽带集群互联互通应用场景,并给出相应的实现方案.     

面向城市轨道交通列车控制系统的 车车通信技术探讨

面向轨道交通列车运行控制系统,重点探讨系统中的车车通信技术。介绍基于车车通信的列车运行控制 系统的基本原理及其关键技术,调研当前主流的基于逻辑点对点和物理点对点的车车通信技术,并结合城市轨道 交通车车通信典型运行场景,对车车通信距离进行建模仿真计算与分析。仿真结果表明：在非隧道区域内,车 车直接通信距离,1.8 GHz 下约为 765.7 m,1.4 GHz 下约为 923.6 m;在隧道区域内,车车直接通信距离,1.8 GHz 下约为 511.3 m,1.4G Hz 下约为 724.8 m,若车车距离超过该范围应采用逻辑点对点通信方式。本研究旨在为下 一代城市轨道交通中的车车通信系统设计和技术应用提供借鉴和理论基础。     

地铁 ＣＢＴＣ系统的无线测试

论述无线传输在基于通信的列车控制(CBTC)系统中的创新和重要作用。对北京地铁10号线进行CBTC系统中的无线测试,包括无线传输测试、场强覆盖测试等,发现问题并提出改进措施,从而对CBTC系统的工程实施进行指导。