地铁车-地无线通信引入LTE后的干扰分析

针对国内地铁的车-地无线通信技术,将LTE(long term evolution,长期演进)与WLAN(wireless local area networks,无线局域网)技术进行对比,提出一套LTE组网方案。针对该方案,分析下行链路预算,对LTE基站的覆盖能力进行评估,认为引入LTE后,地铁中覆盖了多频段的无线通信系统;由于系统间频率相近,无线信号之间容易形成干扰。从干扰形成的角度分析干扰的成因,定量计算系统间的隔离度,从技术和工程建设角度给出减少干扰的措施。     

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。     

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。     

基于漏缆传输的CBTC无线通信系统试验

城市轨道交通CBTC(基于通信的列车控制)系统运行于WLAN2.4 GHz公共频段,存在同频干扰问题。车地无线通信系统依据"专频、专网、低频段"思路设计,能有效避免同频干扰。试验所用的CBTC无线通信系统采用基于漏缆传输技术的400 MHz新型系统结构。同时,根据真实的CBTC信号流,设计出CBTC信号仿真平台。试验结果表明,这种基于漏缆传输的区间无有源设备方案具有高可靠性和实用性。     

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。     

QoS区分的高速移动OFDMA系统无线资源分配

针对高速移动环境下多业务多用户正交频分多址(OFDMA)系统下行链路提出一种动态资源分配方案。针对具有不同时延要求的多种类型数据包的数据流,提出了一种考虑多种时延服务质量(QoS)要求的动态资源分配算法。通过应用排队论原理,将用户的时延要求转化为速率约束,结合多普勒频移产生的中断概率的约束,形成一个高速移动环境下考虑用户不同QoS要求的最优化问题。该优化问题为混合整数非线性规划,直接求解的复杂度非常高。为了解决原问题,提出了次优方法。仿真结果表明,在高速移动环境下,提出的方法在保障用户各种QoS时延要求的同时,有效地提高了系统的容量。     

城轨云化建设背景下的高速车地通信测试

介绍基于无线局域网(WLAN)的车地无线技术在高速轨道交通场景中的通信性能测试项目的、测试情况以及测试结果,测试组网采用5?725～5?850 MHz频段80 MHz频宽组网,轨旁AP设备按照间距200 m的间隔进行部署。通过测试验证了WLAN技术在列车高速移动场景下的各项通信性能指标,经过测试验证WLAN车地无线链路平均切换时延小于12 ms、平均丢包率小于0.1%、平均传输时延小于2 ms。在120 km/h、160 km/h场景下车地通信速率可达到350 Mbps以上,在80 km/h场景下车地通信速率可达到450 Mbps以上。本次测试可为后续市域铁路等高速轨道交通项目乘客信息系统业务承载提供参考依据。     

基于移动授权的信息发布系统及时延分析

在基于通信的列车控制(CBTC)系统中,信息传输通道基本以通信网络为主,移动授权的传输网络时延特性是影响系统性能的关键因素。在介绍CBTC移动授权的信息发布系统基础上,重点分析了时延的构成和不确定性,结合时延特性分析了CBTC系统处理技术。     

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。     

如何减少蓝牙设备与无线局域网设备共存时的互相干扰

蓝牙和无线局域网共存的模式有协作模式和非协作模式两种。当两种无线模块同处于一个设备时,所造成的干扰强度是非常剧烈的,有时可能出现丢失连接的情况。对此,非协作模式模式下有五种解决方案,协作模式下有两种解决方案。分析蓝牙所采用的自适应跳频技术(AFH)的基本原理,给出自适应跳频状态的控制过程,确定可用的信道。使用AFH的蓝牙系统,具有在受干扰情况下传输速率约为无干扰时的95%等优点。     

基于启发式Q(λ)学习的铁路绝缘子定位研究

智能化冲洗是解决电气化铁路绝缘子人工冲洗弊端的有效途径,而智能化冲洗的关键在于绝缘子识别、定位。通过对现有智能冲洗设备的分析,提出一种铁路绝缘子定位、跟踪方法,该方法基于传感器信息,采用启发式Q(λ)学习算法,可快速、准确找到绝缘子。首先建立铁路绝缘子水冲洗环境模型,接着为解决传统Q(λ)学习算法盲目学习导致收敛速度慢的问题,通过搜索支柱特征调整奖赏函数,设计启发式策略函数并融入Q(λ)学习中,提高算法的学习和收敛速度。最后分别对传统Q(λ)学习算法和启发式Q(λ)学习算法进行Matlab仿真实验,确定最佳参数设置,仿真结果表明启发式Q(λ)算法的正确性和可行性。     

公众移动通信网GSM、CDMA与铁路专用通信网GSM—R共存时可能存在的干扰种类分析

1概述 铁路专用移动通信网GSM—R与公众移动通信网GSM、CDMA的使用频率共存于885MHz～960MHz。GSM—R所使用的频段与中国电信CDMA下行以及中国移动GSM下行频段相邻,因此,GSM—R系统与其他频段的公众移动通信网相比,干扰情况更加复杂。按照其干扰种类可分为同频干扰、邻频干扰、互调干扰、杂散干扰、阻塞干扰等。这些干扰分别由外部于扰、内部干扰或两种干扰叠加而成,对GSM．R移动通信系统造成上行和下行干扰。本文就GSM和CDMA系统对GSM—R网络可能产生的干扰情况作简要分析。     

城市轨道交通车地综合通信系统(LTE-M)枢纽换乘站频段规划方案研究

城市轨道交通车地综合通信系统(LTE-M)在枢纽换乘站存在同频干扰问题，需研究干扰源头——枢纽换乘站基站的频率配置方案。以昆明轨道交通4号线和5号线枢纽换乘站火车北站两线LTE-M系统频段规划方案为例，基于LTE-M系统承载业务需求和频段使用实际情况，分析了枢纽换乘站LTE-M系统基站的不同频段异频和同频段异频2种规划方案，以及同频段的全部同频、部分同频和无线网络共享3种规划方案，并比较了各种规划方案的优缺点，提出了各种规划方案的适用性建议。     

城轨交通CBTC车-地无线通信的分析与思考

从基于通信的列车控制(CBTC)车-地无线通信应用需求、目前的解决方案和移动无线通信技术,尤其是LTE(长期演进)技术的发展等方面,分析了目前CBTC车-地无线方案存在的不足,提出了城轨交通CBTC车-地无线通信须选用专用频段通用体制的无线通信系统,并结合目前LTE技术的发展现状、城轨交通CBTC车-地无线通信特点,对在专用频段采用TD-LTE(时分长期演进)技术的可行性、必要行、技术方案、频段频点规划以及面临的主要问题等进行分析和探讨。     

长期演进(LTE)技术在上海城市轨道交通中的应用

分析了LTE(长期演进)技术应用于上海城市轨道交通的必要性。结合上海城市轨道交通的运营实际及规划情况,在CBTC(基于通信的列车控制)业务、集群调度业务、列车紧急文本下发业务、车载视频监视业务等4个方面提出了LTE的应用需求,并给出了上海城市轨道交通LTE-M(城市轨道交通车地综合通信系统)频段的分配表。在此基础上,提出LTE技术在上海城市轨道交通中的组网方式和系统构成。最后,针对LTE技术在上海城市轨道交通应用中的常见问题,提出相关的对策和措施。     

隧道模拟环境下城市轨道交通车地综合通信系统双漏泄电缆传输性能研究

基于LTE(长期演进)技术的车地无线通信系统逐渐成为城市轨道交通车地通信新的发展方向。采用双漏泄电缆,覆盖的LTE-M(城市轨道交通车地综合通信系统),通过加载模拟业务,对漏泄同轴电缆覆盖的传输性能进行了模拟试验。研究发现：相比于相同极化方式,当两根漏泄电缆采用HV方式(即一根为水平极化、另一根为垂直极化)覆盖时,车地通信系统的平均传输速率约提升50%;当漏泄电缆间距由1.0 m减少至0.3 m时,系统的传输速率没有明显下降。提出了适用于城市轨道交通隧道环境的双漏泄电缆覆盖方案：采用由HV方式组成双漏泄电缆且漏缆间距设定为0.3 m。该方案可以在最小的漏缆间距下获得最佳的信号传输速率。     

长期演进(LTE)技术在地铁无线通信中的应用

介绍了现阶段各种无线通信技术在轨道交通行业中的应用。针对地铁的无线业务需求,提出了基于LTE(长期演进)技术的CBTC(基于通信的列车控制)、车载PIS(乘客信息系统)、车载CCTV(闭路电视)和语音视频综合调度三网合并应用方案,并给出了相应的LTE网络架构。结合地铁业务分析了LTE的技术优势和LTE信道带宽。从LTE的安全机制、数据丢包率、时延等方面对LTE在CBTC系统的应用情况进行讨论。根据地铁的LTE需求得出结论:三网合并方案在实现功能升级的同时能降低建设成本,降低维护成本,后期运营还可增加广告收入;LTE无线通信在轨道交通行业具有良好的发展前景。     

基于长期演进(LTE)技术的城市轨道交通车地通信网络研究

城市轨道交通车辆与地面通信的稳定性和准确性对运营安全至关重要。将LTE(长期演进)技术与WLAN(无线局域网)技术进行比较,分析LTE用于城市轨道交通车-地通信的技术优势。通过对郑州轨道交通1号线一期工程基于LTE技术的车-地无线通信网络系统方案进行分析,并对1号线的通信网络进行实测,验证了LTE技术的可行性。     

CBTC应用环境下TD-LTE承载网络的QoS(服务质量)增强措施研究

从减少同频干扰和邻频干扰、增加频谱效率和数据传输速率、提高系统通用性和可靠性等技术优势出发,分析了TD-LTE(分时长期演进)技术应用于CBTC(基于通信的列车自动控制)系统的可行性与必要性。简要介绍了基于TD-LTE承载网络的CBTC系统框架,并分别从控制平面和业务平面对该框架的QoS(服务质量)机制进行了论述。针对CBTC系统的实施提出LTE(长期演进)系统核心网(EPC)冗余、LTE基站冗余与终端设备(CPE)冗余备份等措施,保障TD-LTE承载网络的QoS等级。     

5G无线通信技术在城市轨道交通中的应用探讨

第五代移动通信(5G)网络将于2020年实现大规模商用,这意味着我国乃至全球无线通信将进入5G时代。无线通信系统是城市轨道交通通信系统的重要组成部分,是保障各系统信息无线传输和线路正常运营的重要前提。当前城市轨道交通无线通信系统存在系统传输速率较低、延时较长等局限性,随着传输信息量的急剧增长,已无法很好地满足各系统在高速移动环境下的无线信息传输需求。5G无线通信技术凭借其先天性技术优势,能提供更高的传输速率(10 Gb/s)、更低的传输时延(毫秒级),以及高速移动(500 km/h)环境下更好的系统传输性能。对5G的典型应用场景、关键技术、典型网络架构进行研究,并结合城市轨道交通无线通信系统的特点,就5G在城市轨道交通领域从业务承载、网络架构、频段资源、信号覆盖、应用开发等方面的应用进行探讨。随着系统制式、标准化进程的逐步完善,各厂商产品链的日益丰富和成熟,5G无线通信技术必将在城市轨道交通中大有作为。