无线通信技术在轨道交通通信信号服务中的应用分析

通信无线设计工作咋样_无线通信_通信无线网络优化

通信无线设计工作咋样_无线通信_通信无线网络优化

目前,国内城市轨道交通建设正处于快速发展期,各大城市相继开展线路建设。 随着越来越多的城市轨道交通建设规划获批,更大规模的轨道交通建设工作将会开展。 在通信信号领域,随着无线电技术的快速发展,各厂家开始孜孜不倦地研发基于无线通信的列车自动控制系统。 根据轨道交通通信和信号业务需求特点,从技术和可用性方面对LTE技术和WLAN技术进行描述和分析,从而制定轨道交通通信和信号系统中车地无线系统的建设规划。更加合理、高效。

随着轨道交通的快速发展,建立安全可靠、高效稳定的车地无线通信系统是提高运营效率、管理质量和用户体验的必要手段。 地面与高速车辆(80km/h)之间的数据传输通道需要具有优异的高速移动下的快速接入、实时传输、带宽调节和抗干扰特性。 本文根据轨道交通通信及信号业务需求及车地无线的技术特点,分析了不同无线技术在轨道交通通信及信号车地无线承载业务中的应用范围。 (了解更多城市轨道交通通信技术最新应用,请点击阅读原文并报名参加2017第二届中国轨道交通通信技术论坛,热忱欢迎您的参与!)

1、轨道交通环境下无线通信技术分析

目前,轨道交通通信和信号中使用的主流无线通信技术包括基于802.11ac的WLAN和LTE,它们代表了未来的发展方向和趋势。 下面结合轨道交通的实际应用来介绍这两种技术。

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1.1 基于802.11ac的WLAN技术简介

IEEE802.11ac 是 802.11 无线局域网 (WLAN) 通信标准。 自1997年第一代WLAN标准颁布以来,经历了802.11、802.11b、802.11g/a、802.11n、802.11ac的发展过程。 结合轨道交通的环境特点,其主要技术特点如下:

(1)在轨道交通领域,系统可支持2.4GHz/5.1GHz/5.8GHz无线频段,选择更多,工作在ISM频段(公共频率)。 频率使用只需报告,无需特殊申请。 ;

(2)WLAN技术网络架构基于数据链路层,系统开销低。 它采用高达256-QAM的调整方法。 理论上,在160MHz无线频率资源下,可以提供静态不低于1Gbit/s的传输速率。 实际轨道交通环境中,列车运行时的平均传输速率为300Mbit/s; 变频速率接近1:1:85,业务带宽支撑能力强。

(3)网络架构采用双向非对称设计,上下行采用统一的正交频分复用(OFDM)技术。 但系统采用竞争式接入方式,业务接入无法有效实现保证带宽控制。 多业务QOS保障有限,也无法实现业务上下游数据的按需灵活配置; 整体业务保障能力一般。

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1.2 TD-LTE技术简介

LTE是3GPP组织制定的通用移动通信系统技术标准的长期演进。 LTE系统引入了OFDM、MIMO等关键技术,显着提高了频谱效率和数据传输速率。 在20MHz频谱带宽和2×2 MIMO天线模式下,理论最大下行传输速率为201Mbit/s。 但根据实际组网和终端能力限制,一般认为下行峰值速率为100Mbit/s,上行速率为50Mbit/s。 目前,LTE技术逐渐应用于轨道交通行业,通过1.8GHz频段进行通信。 结合轨道交通的环境特点,其主要技术特点如下:

(1)在轨道交通领域,系统仅支持1.8GHz专用频率,选择相对简单。 使用1.8GHz频率时需要特殊申请。 一般情况下,在合法情况下可以获得10MHz的频率带宽。 系统频率使用限制较大,但专用频率不易受干扰,可靠性非常高。

(2)TD-LTE技术网络架构基于网络层,系统开销较大。 64-QAM调整方式下静态频谱转换率可以达到1:5,运动状态利用率接近1:1:5。 利用10MHz无线频率资源,静态时可提供不低于50Mbit/s的传输速率,移动状态下有效边缘传输带宽可达15Mbit/s。

(3)网络架构采用双向非对称设计,上行采用单载波频分多址(SC-FDMA),下行采用正交频分多址(OFDMA)。 LTE共有7种上下行子帧配置,非常灵活地满足业务需求。

(4)系统采用TDD(时分双工)模式,引入同步时钟系统,可以有效划分业务,同时保证各业务的QOS。 强大的业务支撑能力。

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2、轨道交通信号和通信服务采用无线技术的建议

(1)针对轨道交通要求最高、平均带宽要求较高的列控信号业务,采用独立车地无线网络建设,采用工作于1.8GHz特殊频率的LTE技术。 通过A/B双网组网方式,形成冗余配置。 建设思路如下:

控制中心配置单核EPC热备模式或独立双EPC核心网设备,保证整个系统的管理安全。

该站配备了两套以太网交换机和相应的BBU设备用于信号处理。

分段轨道旁独立敷设一条漏缆,与800MHz专用调度TETRA系统的漏缆结合,形成冗余的无线覆盖介质。 同时根据漏缆布局原则和RRU覆盖设置多个RRU进行无线信号覆盖。 。

车辆前部和后部的车载设备CPE根据信号厂家的条件分别配置一套或两组主备无线终端设备,实现车载部分的冗余配置。

(2)对于需求水平一般、带宽需求较大的轨道交通业务,如车载视频监控、视频广告、运营信息、车辆状态信息等,有利于建设成本考量,建议采用车地一体化无线网络建设。 模式,使用以 5.8GHz 频率运行的 WLAN (802.11ac) 技术。 通过单网组网,构建思路如下:

控制中心配备单核设备,关键模块(管理、电源)采用热备份模式,保证整个系统的管理安全。

站点配备单台以太网交换机,采用热备模式,用于关键模块(管理、供电)接入无线覆盖设备。

使用5GHz或5.8GHz无线频段,根据频率上报和业务带宽需求使用40MHz、80MHz或160MHz组网; 在40MHz模式下,可转换平均传输带宽为75Mbit/s,在80MHz模式下,可转换平均传输带宽为75Mbit/s。 150Mbit/s的传输带宽可转换为160MHz模式下平均传输带宽300Mbit/s,充分满足车载视频监控、视频广告、运营信息、等不低于65Mbit/s的业务传输带宽需求。车辆状态信息等,同时进行带宽预留。

结论

当前,各地轨道交通建设蓬勃发展,车地无线系统作为为地铁运营部门提供便捷服务、保障安全的关键环节受到高度重视。 本文分析现有轨道交通信号与通信的重要业务特点以及主流无线技术系统,结合实际无线频率使用情况,合理配对业务与无线技术,实现车地无线系统的整体规划。 更加符合现实,也为轨道交通业务的后期发展留下了想象空间。