基于TD—LTE的高速铁路WiFi通信系统及应用实践微探

李春远

【摘要】高速铁路是现代铁路运输中的重要组成部分，为保障高速铁路的服务质量和服务效率，WiFi通信系统是高速铁路服务的重要内容，为高速铁路乘客提供有效的无线服务，满足高速铁路乘客的上网需求。故此，对基于TD-LTE的高速铁路WiFi通信系统展开分析，并对其具体应用进行阐述，旨在提升高速铁路服务质量，满足乘客的上网的需求。

【关键词】TD-LTE 高速铁路 WiFi通信系统 应用实践

移动终端的发展和进步，以智能手机为代表，逐渐成为人们生活中的一部分，也就使得移动通信和信息化需求成为人们的重要需求。高速铁路为满足乘客的信息化需求，需要展开对铁路无线通信系统的应用，从而满足乘客WiFi上网的需求。基于此，本文对基于TD-LTE高速铁路WiFi通信系统展开分析，分别对TD-LTE和高铁WiFi展开讨论，并对其具体应用进行阐述，具体内容如下。

一、高速铁路TD-LTE

TD-LTE是现代通信的重要组成部分，且得到了广泛的应用与实践。主要是由OFDIdA/SC-FDMA、TDD和多天线技术等构成，对提升信息传递速率和传递质量具有积极的作用。现阶段，铁路TD-LTE覆盖是保障铁路通信的基础，且是建立在TDD模式的宽带无线接入网络，上行能够达到50Mb/s，下行可以达到100Mb/s。

TD-LTE的主要技术特点为：①TD-LTE具有较小的数据信息传递延时效果，具体延时<100ms；②具有较低的网络建设成本，其成本小于传统3G通信的1/3；③具有多种支持能力可以满足高速列车的在350km/h的运行状态下的通信，还支持的非对称的上下行信息传递，支持1.25～20MHz带宽单一频段；④具有较高的频谱利用率，上行链路和下行链路分别为2.5（bit/s）/Hz，5（bit/s）/Hz；⑤支持多种同频的组网方式。

高速铁路TD-LTE通信也存在一定的问题，主要体现在车体穿透消耗、多普勒频移、频繁切换等问题，在构建基于TD-LTE的高速铁路的WiFi通信系统时，需要对这类问题进行控制和处理，保障WiFi通信系统的功能。

二、高铁WiFi

高铁WiFi是建立在高速列车上的无线局域网，是服务于高速铁路乘客的重要方式。其中WiFi符合IEEE802.11标准。其主要的技术特点为：

（1）具有传输速率快的特点，具体的协议速率最低300Mb/s，最高可以达到600Mb/s，具有加高的应用价值。

（2）可以有效的对高速铁路进行覆盖，通过分析可以得到WiFi的覆盖面积半径能够达到100m。

（3）WiFi的覆盖建设中，具有较低的建设成本，不必展开各類通信线路的布置，仅仅通过热点设置的方式，能够满足高铁乘客的基本需求。

（4）WiFi具有较低的功率，且具备良好的安全性和稳定性，对满足乘客的上网需的满足效果较为理想。

高铁WiFi在具体的设置中，需要对每个车厢展开POE交换机和AP的布置，从而实现的热点的建设，进而达到对高铁WiFi的覆盖，进而满足高速铁路乘客的上网需求。具体的高铁WiFi是由Ac、汇集交换机和POE交换机、AP等构成，是满足高铁无线通信的基础。

三、基于TD-LTE高速铁路WiFi通信系统的构建及应用实践

（一）基于TD-LTE高速铁路WiFi通信系统的构建

再综合分析TD LTE和WiFi的基础上，从而完成对基于TD-LTE高速铁路WiFi通信系统的建设。根据系统基本情况，可以将系统大致分为四个部分，分别为车地通信系统、数据中心、传输网络、车载系统构成。其中每个系统承担着不同的功能，对满足高速铁路乘客的基本需求具有积极作用。

（1）车地通信系统。属于地面部分，TD-LTE主要是按照高铁的线路需求，展开线性网络的布置，并根据通信的基本需求，选择适宜的天线位置与基站位置，保障TD-LTE的通信质量。为保障TD-LTE无线传输的质量，需要综合对影响TD-LTE的因素进行处理，通过增加上下行发射功率和接收端的增益、合理设置接受天线的位置，从而降低穿透损耗。对于多普勒频移，可以选择TD-LTE导频序列，运用适宜的纠偏方法，达到对多普勒频移处理。

（2）数据中心。数据中心具备网络管理平台，是由各类服务器、核心网等部分构成，其中各类服务器主要有数据库服务器、应用服务器、计算服务器和通信服务器等构成，能完成对网络的管理和上网行为的管理。

（3）通信网络。借助高速铁路现有传输设备和光纤传输设备等，完成对车载终端和车地通信系统的无线传输，完成通信任务。

（4）车载终端主要是WiFi部分，主要是由车载AP、AC、终端和上网行为管理设备等构成。其中车载终端与车载服务器连接，具体的连接是运用POE交换机连接，再由汇集交换机将每个车厢POE交换机进行连接。车载服务器与无线覆盖热点相连接，列车内的乘客运用热点实现网络的接入，从而完成相关上网功能。车载控制服务器对列车内乘客是否的访问到正确的服务器进行控制。

（二）基于TD-LTE高速铁路WiFi通信系统的应用实践

于2014年1月我国首个面向铁路乘客高速铁路WiFi通信系统展开运用，为高速铁路提供了一个一体化的无线信息平台，从而满足高速铁路乘客的上网需求。同时借助基于TD-LTE高速铁路WiFi通信系统还为客运管理部门提供了有效的列车人员的管理平台，具有较好的运行效果和信号要求，可以有效的与三大无线通信运营商的网络进行计入是且具有较高数据传输速度，为乘客提供一个良好的上网体验。

四、结束语

分析基于TD-LTE高速铁路WiFi通信系统中的高铁TD-LTE、WiFi，再综合两者特点，完成对基于TD-LTE高速铁路WiFi通信系统的构建，满足乘客上网需求，推动高速铁路服务水平和服务质量。