地铁乘客信息系统车地无线技术方案探讨

2014-01-24王丽

中国新技术新产品 2014年7期

关键词：车地无线网络子系统

王丽

（西安市地下铁道有限责任公司，陕西西安 710018）

地铁乘客信息系统车地无线技术方案探讨

王丽

（西安市地下铁道有限责任公司，陕西西安 710018）

本文从投资成本、网络质量、产品链成熟度等几个方面探讨地铁车地无线网络的技术方案，并结合当前地铁应用的特点，提出合理化建议。

地铁乘客信息系统；车地无线网络技术；技术方案

1 概述

基于乘客对地铁信息服务日益丰富的需求，促使地铁乘客信息系统（简称PIS系统）采用更先进的技术方案，进一步提升运营服务水平。PIS系统日常运营中主要依托有线网络和车地无线网络传输平台，将控制中心下发的运营信息、娱乐信息、广告等实时动态的多媒体资讯，通过车站和车载显示终端向乘客发布，引导乘客安全、便捷地乘坐地铁。车地无线网络技术及网络建设质量直接决定了后期PIS系统的运营服务水平，下面对PIS系统中应用到的几种车地无线网络技术进行分析探讨。

2 PIS系统概述及应用特点

乘客信息系统分为控制中心子系统、车站子系统、车载子系统、网络子系统、广告管理子系统等。网络子系统又分为有线网络和车地无线网络两部分，有线网络为控制中心与地铁车站的信息传送提供链路通道，而车地无线网络则为列车与车站间的信息传送提供链路通道。

控制中心实时下发至列车的信息内容以及列车向控制中心实时上传的图像和数据均需通过车地无线网络进行传输。在列车高速移动和快速切换情况下数据图像等信息实时、稳定的传送是PIS系统应用中的技术难题。通过采取有效措施提升网络带宽，降低切换时间，做到信号无缝覆盖，才能保证列车上的信息实时顺畅播放，不出现画面中断、跳播及马赛克等现象。

3 PIS车地无线网络技术分析

无线移动通信系统有很多的制式和技术，根据地铁PIS系统的无线传输要求，应使用带宽大于15Mbps的宽带移动通信系统。当前可用于地铁的宽带移动通信技术主要包括WLAN、WiMAX、LTE（长期演进项目）等技术，技术分析对比详见表一。

3.1 WLAN技术

无线局域网（WLAN）的代表是由IEEE 802.11工作组规定的无线通信系统，其技术标准主要包括802.11g、802.11n等。其中802.11n工作在 2.4 GHz 或5.8 GHz，传输速率达100Mbps左右，理论速率甚至达到600Mbps，但由于传输距离短，为达到无缝切换，需增加设备投入。802.11n的突出特点应属MIMO技术，该技术不仅可以增加无线网络的传输速度，又不用额外占用频谱范围，从实际使用情况看，802.11n已在国内地铁PIS车地无线领域得到较广泛的应用，代表了无线局域网的发展方向。

3.2 WiMax技术

WiMax采用IEEE 802.16标准，工作在10～66GHz频段，甚至可扩展到10GHz以下，能提供75Mbps高速连接，数据传输距离最远可达50km，具有支持较长距离传输和处理多径反射的能力。但该技术在在标准化、频谱分配等方面仍存在一些问题，比如其核心设备标准还在制定和完善中，国家也未对其进行频率分配。

3.3 LTE技术

LTE（长期演进项目）技术优势体现在速率、移动性、频谱利用率等多个领域。其技术无需对称频段，上下行宽带可灵活配置，20MHz频谱带宽下，上行最大速率达到50 Mbps，下行最大速率达到100Mbps，高速移动时也能够提供良好的覆盖特性，确保上下行视频流的顺畅播放。2013年底郑州一号线开通运营，LTE作为新兴技术首次在地铁PIS系统应用，随着该技术的发展和产品的完善，将在国内地铁无线领域得到进一步推广

表1

综上所述，WiMax和LTE技术先进，从性能上看传输距离远、接入速度快、业务丰富多样、覆盖范围及传输速率较WLAN有明显提高，代表了未来通信发展的方向。但目前两种技术在地铁领域的商业化程度不高，频谱资源申请难度大，技术和产品链的成熟度有待进一步提升。而WLAN具有技术成熟、设备产品丰富，投资成本低等优点，其中的802.11n代表了WLAN无线局域网的发展方向，满足地铁列车在高速移动环境下的双向数据传输要求，是当前技术条件下兼具先进性、可靠性及经济性的车地无线实时信息传输方式，在地铁车地无线领域有较多成功应用案例。所以地铁PIS车地无线网络技术目前主要推荐WLAN 802.11n 无线宽带技术。