基于城市轨道交通的移动通信关键技术探究

张兵

摘要：随着社会的不断发展与前进，通信技术越来越受到人们的关注，人们对它的要求也越来越高，除了我们日常生活中的一些必要通信之外，移动通信还被利用于多种管理操纵领域。进入21世纪以来，移动通信技术更是迅猛发展，从模拟蜂窝技术到现在的数字通信，可以说对我们的衣食住行几乎都有了覆盖。在“行”方面，城市轨道交通中的移动通信就是其中一个。本文基于城市轨道交通来探究其中移动通信的关键技术。

关键词：城市轨道交通;移动通信;关键技术

1 轨道交通移动通信技术的相关概述

轨道交通工程的建设与发展促进了城市区域化衔接，缓解了城市交通现状，同时提高了我国整体经济发展与建设水平。在我国高速发展的技术时代，城市轨道交通工程也在朝着智能化与高效化的方向发展。为确保轨道交通安全、准点、快捷运营及舒适的乘客体验，移动通信技术在该领域就得到了快速的发展，由于城市轨道交通应用的方式是通过专线的方式开展运营，而移动通信主要满足列车与地面的信息安全、稳定交互，所以在轨道交通的通信、信号等领域的到广泛应用，目前移动通信技术与网络化技术已经有机结合，从而实现轨道交通运行的智能化、数字化管理。

2城市轨道交通中的移动通信关键技术

2.1无线局域网

无线局域网是一种在室内常用的一种通信技术，也是现在使用最广泛的一种先进的传输技术，在城市轨道交通方面尤其适用。无线局域网主要有802.11a、802.11g、802.11b三个物理层标准和一个草案802.11n。这里主要来说一下802.11b，也就是我们常说的Wi-Fi无线网络，因为Wi-Fi技术具有安装便捷、使用灵活、经济节约、易于扩展、数据传输速率极快、为有线局域网所不能达到的地步等特点。在生活中的各个领域都获得了广泛的使用，但是由于它会和PIDS的乘客信息干扰，与列车上的信号系统、CBTC、移动电视等也回会产生干扰因素，所以在2007年9月，深圳地铁采用思科的统一无线解决方案之前，无线保真技术（WiFi技术）并没有在城市轨道交通方面运用，随着深圳地铁无线传输网络的成功布置，尤其是地铁1号线安全防护系统搭建的无线网络传输系统，第一次实现了Wi-Fi技术和视频之间的上下传输，使旅客不仅可以接受到交通公司播出的天气信息、时事新闻、紧急通知等提示;还可以接受到电视娱乐节目。

2.2第三代、第四代移动通信技术

第三代、第四代移动通信技术不仅可以将很多种类的媒体形式进行加工，包括音频形式，视频形式、图像形式，还可以进行电子商务、视频会议、电子通信以及浏览网页信息等。第三代移动通信技术有多种制式，比如WCDMA。第四代移动通信技术在国内主要的制式有两个，一个是我们国家研发的TD-LTE，另一种是欧洲研发的FDD-LTE。这两种移动通信技术在我们的日常生活中占据了很大比例的位置。但是在我国的城市轨道交通中运用的并不多，大多只是在站台和站厅中使用，造成这样的现象主要是由于：首先，在城市轨道交通运营的规划中并没有考虑到第三代移动通信技术和第四代移动通信技术的运用，而由于城市轨道交通系统的拓展空间比较差，想要及时地普及第三代、第四代移动通信技术并不容易;其次，是因为如果使用第三代、第四代移动通信技术，必然会造成旅客自带热点的行为，这样就会对列车的信号系统产生干扰。所以，在我国的城市轨道交通系统中，第三代、第四代移动通信技术并不普及。

2.3 TETRA 通信技术

TETRA是由ETSI（欧洲电信标准化协会）推荐的一个数字集群标准。该标准采用TDMA（时分多址接入）与FDD（频分双工）技术，将一个载频的25kHz带宽分为4个时隙（信道），以用于承载话音/数据业务、控制信令。TETRA系统集调度、移动电话、移动数据传输、短消息等业务于一体，适用于专网无线调度使用[1]。

TETRA手持终端与传统有人驾驶线路上使用的TETRA终端在功能上一致，仅提供基础组播通话、紧急呼叫等基础功能。

TETRA的MSO（数据交换控制中心）具备监控轨道交通网络内所有专用无线TETRA设备的功能，能够获取所有轨道交通的基站信息及移动终端信息，从安全和稳定性上考虑在专用无线通信中得到了较好的推广。

3移动通信技术在城市轨道交通过程中的应用

3.1加强了列车与列车之间的通信

目前，相关的研究人员为了完善列车的控制系统，防止列车因轨道旁网络设备故障而降级或停运，它们把移动通信技术应用到了列车的控制系统中。由于移动通信引入了端到端通信技术，它让列车设备之间的数据通信不需要基站的传输。而D2D通信技术可以用作另一种冗余通信方法。当轨侧网络出现故障的时候，它可以让列车直接相互通信，并相互报告各自的位置信息以及运行状态信息，从而保障列车的安全运行。

3.2减少了城市轨道交通系统中的故障

移动通信技术让城市轨道交通系统的终端接入设备作为了网络的中继，为其他设备提供了通信链路，这也让整个网络系统不会因为个别位置的信号微弱而无法通信，从而使整个轨道交通网络更加健壮，进一步的提高通了信网络的可靠性。除此之外，移动通信技术还让车辆两端的车辆控制器能够直接通信，而不需要通过车辆的地面网络在两端之间铺设直通线路，这在一定的程度上大大地缩短了其运作系统的建造周期，为列车的后期维护工作提供的保障和便利。

3.3提高列车网络连接的安全

为了实现新一代車—车通信之间的多数据、高可靠性和高实时性的信息传输目的，在城市轨道交通中运用移动通信，其通信技术中超高密集的网络分布，能够持续不断地为城市轨道交通列车提供信息传输服务和更高安全性的网络连接，然后通过D2D通信实现在终端之间进行数据之间传输，从而提高车与车之间的信息传输及交互能力。

3.4提高了列车轨道的可靠性

随着移动通信技术的到来，新一轮科技革命已经开始出现和发展。它不再由传统产业驱动，而是由高科技产业驱动。移动通信技术在城市交通中的应用是促进轨道交通更加自动化和系统化的有效措施和手段。它在城市轨道交通中的应用，不断提高了轨道交通的安全性和灵活性。因此，在新科技发展的背景下，相关的研究必须充分利用移动通信技术，了解技术在轨道交通中的应用，从而促进我国通信技术的可持续发展。然而，跟踪间隔是衡量列车运行控制系统性能的关键指标之一，更是保证气运行效率的重要参考[3]。移动通信技术在其系统中的应用，实现了较小跟踪间隔的基础，提高了列车与列车之间运行的可靠性和安全性，从而为乘客们的安全提供了保障。

总之，在我国城市的建设与社会经济的发展中轨道交通运行属于重要的组成部分。在工程的运行中随着生活节奏的加快，运行的效率与行驶的速度都在加快。因此需要提高对移动通信技术的研究分析，充分的将这一技术应用到工程中，促进我国轨道交通工程运行效率与稳定性的提高。同时针对移动通信技术的创新与优化，也要对铁路运行中移动通信技术的使用进行完善，确保我国社会经济发展水平的整体效果不断的提高。

参考文献：

[1] 罗俊炘，戚建准，郑伟范.适用于高铁移动通信的毫米波收发机设计[J].微波学报，2017，33（S1）：169-172.

[2] 蔡卫红，孔凡凤，朱永平.高铁沿线CDMA2000基站选址及覆盖策略研究[J].湖南邮电职业技术学院学报，2016，15（03）：1-3+9.