LTE在地铁专用无线通信系统中的应用

孙家伟

摘要：本文将在LTE的基础上，对其在地铁专用无线通信系统中的应用进行详细分析，并对LTE的使用优势进行系统阐述，最后对全文做了概括性的总结。

关键词：LTE;地铁;无线通信系统;应用

1. LTE技术的使用优势分析

1.1抗干扰功能强大

LTE技术在减少信号干扰方面有着极大的优势，与当前的WIFI无线网络相比，它在防干扰的检测、控制和降低方面有着WIFI网络无法比拟的优势。WIFI信号的防干扰措施主要体现在检测和系统反馈两方面，而LTE技术则是通过均匀分配时频域利用导频设计和OFDM直载波调度，实现时频域变化跟踪，从而通过2ms的快速调度响应更准确、更及时地进行干扰检测。当在检测中发现有干扰出现时，LTE技术可以通过IRC、重传以及完善的编码机制，根据信号传输频率的高低优先分配和传输质量较高，信号较好的信号资源。另外，该技术还有智能化的特点，它能够根据检测情况自主调整信号编码，实现信号控制的全面化和智能化。它的防干扰程序中被编入了多个防干扰方法和功能，使它能够在没有人工操作的情况下自适应的进行调节信号强度，预防信号干扰[1]。

1.2移动性强

LTE技术与WIFI相比的话，它的可移动性更强，覆盖范围也更广，LTE技术中所涵盖的远距离覆盖、无缝切换算法等技术手段完全适用于地铁的高速运营状况，就算是地铁的最高行驶速度为参考标准，也能保证它的信号传输在50ms以上。

1.3可靠性强

在网络数据传输中，最重要的就是数据传输的可靠性，LTE技术经过一系列的改革和创新之后，能够通过优先级的形式对数据进行分级传输，对优先级较高的数据用户采用优先传输的方式，对低优先级的用户则采用尽量保证其在有限时效内的传输功能。

1.4信息传输通道

在使用WIFI时，常常会被邻频和同种频率干扰，而采用LTE技术就可以很好的避免这一现象发生，LTE空间接口的帧结构不同于其他的帧，它能够对同种频率的网络节省带宽进行组建。通过15kHz子载波调度技术，对同频网络可采用20MB进行组建，而WiFi需要140MB才能对无干扰网络进行组建。并且它还能够根据用户的需求实现信号网络的动态分配。

1.5接收性能高

通过对WIFI和LTE技术的对比试验表明，在同一时间内，它们的信息接收速度各不相同，LTE技术的信息接收速度明显高于WIFI。这也就说明，当在列车行驶状态下LTE的灵敏度要比WIFI的灵敏度高很多，当WIFI的接受功率低于某一水平时，LTE技术仍然能够接收到数据[2]。

1.6减少所需带宽，统一通信网络

在以往的地铁无线通讯传输中，需要语音视频综合调度、CBTC 系统以及车载 CCTV 共 3 部分作为上传数据，而在这一过程中，网络的上行带宽峰值和下行带宽峰值就会超出很大一部分，而通过LTE技术，它可以将这三种通信网络统一成一种，它所需要的带宽将连25MHz都不会超过，大大满足了地铁对无线通讯的功能需求。

2. LTE在地铁无线通信中的应用分析

LTE技术具有抗干扰功能强大、移动性强、可靠性强、传输和接收速度快的几大优势，将它运用到地铁的无线通信中，能够增加数据的传输速率和频谱效率，还能够保证数据上传的安全性和稳定性，并能够实现地铁的多业务承载、远距离全覆盖以及专频双网的通信方式，从而为提高地铁的运营效率奠定良好的基础。

应用 LTE 网络分别作 为汇聚层、核心层和接入层，对底层应用和控制中心 进行组网连接，通过数据交互，保障各通信系统的可 靠性和完整性。

3. LTE技术在地铁上应用的功能分析

3.1能够满足车载的需求

通过LTE技术能够为地铁驾驶员提供高清的视频传输，能够通过该技术对地铁车厢内的情况进行实时监控，如果在地铁中发生人员冲突和其他不良事件时，驾驶员能够通过车载监控第一时间对事件进行解决和控制。而且，还可以保证监控录像的不间断性，为以后的调查取证提供完整的证据。另外，通过LTE技术，能够在地铁内部对一些重要信息通过视频、语音的方式进行播放，能够规范乘客的行为，提高地铁交通的安全性和稳定性。

3.2能够实现地铁的高清视频传输业务

乘客在乘坐地铁时，如果旅途较长在地铁上难免会无聊，而通过LTE技术，可以实现实时新闻视频和电视节目的有效转播，能够让人们在旅途中也能看到自己所关心的新闻或者自己喜欢的节目，缓解乘坐地铁的疲乏，有利于提高乘客乘车的愉悦感受，提升他们的乘车体验。

3.3可将语音调度升级为综合的音视频集群通讯系统

通过LTE技术。能够将语音通讯和视频通讯以及其他通讯方式总和为一个系统，减少流程编制，可以更好的实现远程监控、视频调度视频联动、视频会议以及智能分析等功能在地铁上的综合应用。

结语

通過以上分析，我们得出LTE技术在地铁的无线通信方面的应用具有较高的优势，它的一些功能在地铁高速行驶时能够得到充分利用，并能够提高地铁无线通信的效率，提升数据传输的安全性和稳定性，能够为乘客的安全提供相应的保障。

参考文献

[1]黄宇.LTE技术在成都地铁车地无线通信网络中的应用研究[D].四川：西南交通大学，2015.

[2]肖宾杰.TD-LTE技术在现代有轨电车专用无线通信系统的应用方案研究[C].//中国土木工程学会%中国工程院%河南省土木建筑学会.2017城市轨道交通关键技术论坛暨第26届地铁学术交流会 论文集.2017：197-204.