基于LTE技术的地铁车地无线通信技术研究

贾 蕾

（中铁十二局集团电气化工程有限公司，天津 300308）

1 基于LTE技术的地铁车地无线通信技术设计原则

1.1 分段控制原则

在分段控制过程中，必须要能够践行QoS保障工作，在实际性的保障机制建设中，可以为CTBC业务的分配模式，为其建立最高的优先级制度，之后方可应用专业化和相对应的QoS方案，在空口、传输等因素的准入处理等各个场景下，充分保障业务的时延、丢包率和运行速率参数都可以符合要求，从而为后续的整个业务拓展过程奠定基础。此外在网络系统的分段处理上，对于LTE网络可以分为无线网、核心网和业务网三个体系，针对各个体系的具体分段工作以及各自QoS所对应的分段控制模式，也都需要经过全方位的探讨和处理。

1.2 可靠保障原则

针对整个网络系统的运行过程中，必须要能够实现针对可靠性信息与参数的充分保障，要求在网络的建设过程中，需要全面关注该网络系统的整体可靠性，同时需要保证所有的电力故障不会影响这个网络的通信业务。在单网故障的处理中，包括服务设施以及设施的处理方案，需要对于其中设置的核心网以及传输电路内的所有线路进行处理，如果出现故障时，则可能会导致整个系统无法运行，因此需要对这类故障成因进行分析之后对其消除。

在可靠性的具体事项处理中，主要完成的内容包括两个项目，一个是网络可靠性，另一个是设备可靠性。对于网络可靠性，需要建立一套运行机制和一套冗余机制，这两者需要完全独立，包括物理链路和相关的设施，同时针对核心网络设备也需要分别部署在控制中心以及备用的控制中心内，之后通过对该业务前后端测量设备的无线装置，将其接入到这两套网络系统之内，之后网络可以同时将相关参数发送到地面业务中心，由该基站进行冗余化的操作，从而确保所有信息可以得到双向传递，从而保证信息的稳定性，此时可以发现在处于单网故障的状态下，该系统依然会通过冗余传输机制，实现数据的上传和交互。

对设备可靠性需要保障轨道车辆无线传输平台无论是在网络覆盖面上、用户数量上还是针对网络数据的吞吐量上，都要小于这些运营商的无线网络资源，因此实际部署过程可以采用更高可靠性的紧凑型网络核心，以满足整个系统的数据传输要求。

1.3 告警处理原则

地铁车辆的运行中，必须要能够确保车辆内所有系统的运行的稳定性对其进行处理，那么也就意味着如果发生了问题时，要能够将该信号第一时间传递给专用的控制平台和处理制度，让其依托于当前所取得的各类信号，为后续的系统运行状态进行有效化的调整。在整个网络系统的具体设计阶段，必须要能够全面完善和丰富告警管理模式，保证在基站核心网和传输链路等方面发生异常时，信息系统就可以直接提供丰富的故障告警种类以及多种通知手段，使得相关的维护人员采取专业设施实现故障的排除。

2 基于LTE技术的地铁车地无线通信技术设计方案

2.1 无线频点选用

无线频点的选择过程，对于TD-LTE可以选择1.8G的频段，该频段参数为1790～1800MHz区间，由于配置了两套网络系统，因此网络系统A可以选择的频段为1790～1795MHz，网络系统B可以选择的频段为1795～1800MHz，两者在带宽上相同，此时只需要对这两种网络进行正确的组网操作即可。

2.2 无线覆盖设计

2.2.1 隧道覆盖设计

在隧道的覆盖中，依托于对于射频单元需要放置在车站的弱电综合系统之内，而对于射频单元，则需要放置在隧道壁结构上的相关位置，对于射频单元通常需要靠近漏缆，此时可以将无线信号直接传递到线缆中，以实现通信信号在整个隧道内的有序覆盖。同时对于视频单元来说，则要通过射频线缆直接将其连接到左右两侧的各类漏缆结构上，如果车站之间的间距过大，即明显大于车站内所设置的射频单元相邻区间内的射频覆盖能力时，那么需要在中间加入一个新的射频单元，以实现对整条隧道内通信信号的全面性覆盖。

2.2.2 地面覆盖设计

针对地面覆盖系统的设计过程中，采用漏缆处理覆盖模式，如果该区域不存在漏缆的布设条件和相关的性能时，那么也可以采用基站和定向天线进行定向覆盖的模式实现有效的处理[1]。要求基站的两个输出端口需要经过合路处理，并且分别连接到双极化的两个天线端口，而对于不同的网络系统，需要经过合路后采用同一个天线覆盖的模式进行处理，如果需要覆盖基站两侧，那么在每个端口进行功分之后，设计面向两个方向天线的端口。

2.2.3 折返线覆盖设计

在折返线的覆盖设计过程，由于多条轨道可能覆盖在一个大的隧道之内，因此列车可能距离漏缆的间距较大，那么此时信号的强度会得到削弱，应对这一方法需要在整个场景内的链路顶端，综合考虑隧道的宽度因素，同时对各类漏缆的位置也进行适当化的调整。

2.2.4 其他项目覆盖

针对其他的覆盖项目，包括型槽覆盖和车辆段与停车场的覆盖，对于U型槽的覆盖，U型槽是隧道车辆段中间的过渡区，因此在方案的具体设计过程，既需要实现隧道覆盖，也要包括地面覆盖，如果采用漏缆覆盖模式，那么从隧道到地面的覆盖区域就不会面临影响。对于车辆段和停车场区域都会设置雨棚，此时通过使用运用库和列检库，采用室内定向天线的方式进行信号覆盖。

2.3 抗干扰设计方案

在抗干扰系统的设计中，需要重点考虑同频干扰的分析条件和相关对策，要求针对整个系统内不同的小区间段之内的同频干扰，需要采用小区间段的数据吞吐量对于覆盖造成的影响进行处理，需要全面考虑隧道中、前、后相邻区间段内的实际处理情况，以及位于车站两侧的双隧道小区域内的项目处理情况，对于车站两侧双隧道的小区间段相互干扰情况需要根据专用的隔离模型，分析车站两个小区间段内的同频隔离度，之后对相关的隔离度参数进行处理。对两者的差值，要满足上下行的隔离设计要求，对于同向隧道的前后同频临近区域的干扰处理，则需要对相关通信操作的信噪比进行调整。

3 基于LTE技术的地铁车地无线通信技术设计要点

3.1 系统冲突处理

在整个系统的运行过程，很可能会由于设施的设置问题以及空间尺寸的控制搭配问题，导致两者之间存在信息运行方面和信息交互方面的冲突，因此为了能够解决该问题，必须要对相关设施之间的间距以及其他的处理模式进行充分科学的调整，以防范出现由于各类设施之间的间距较短而出现信息冲突问题。同时也要能够在全面保障相关设施信号传递稳定度和安全度的情况之下，实现各类设施的有序装配。

3.2 信道带宽处理

街道宽度的处理中，需要根据地铁车辆的实际运行要求以及车站内乘客的移动端设备运行配置，实现对整个频段的优先处理。由于在本文的研究过程中采用了两个相互冗余并相互支持的网络系统，因此在信道的处理中，需要将整个系统分离之后，全面满足两个系统运行过程中的相互支持要求。同时针对带宽的处理中，整个系统内也要通过软件的设置建立跳频技术体系，从而实现对频谱资源的自行化调整和使用。

3.3 设施选用要点

在各类设施的选择中，必须保证设施的运行稳定性、安全性和可靠性，因为地铁空间的环境较为复杂和特殊，所以针对这类设施的日常性运行标准和运行方法，需要根据实际情况派遣专业的人员对其进行整理和分析[2]。如果方向按照现有的处理工作表现和处理预案，无法充分满足系统的运行要求时，那么就很容易导致按照当前的处理工作标准来看，无法充分性的提高具体的管理要点，所以在今后的实际处理阶段，必须根据现有的工作规模和工作方法得到结果，同时也需要设置专业的辅助设施。

4 结束语

综上所述，基于LTE技术的地铁车地无线通信技术的分析过程，需要研究的项目包括整个网络系统的搭载模式、整个系统的建设模式以及相关要素的综合处理模式，要求所有的处理要素都必须根据现有的工作方法和工作要求得到结果。在实际的处理阶段，必须根据所有要素的使用原则和对接方法，对各类参数进行处理。