城市轨道交通无线通信论文

摘要：我国城市化建设发展进程的加快，促使轨道交通在城市发展中的重要地位不断提升，是人们日常出行的常用交通工具。在城市轨道交通建设发展过程中，要重视无线通信技术的覆盖应用，在满足乘客日常需求的同时，为他们提供良好的移动服务。无线通信技术在现代城市轨道交通建设发展中的应用，会受到诸多因素的制约和影响，不利于轨道交通的长久发展。下面是小编精心推荐的《城市轨道交通无线通信论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

城市轨道交通无线通信论文 篇1：

城市轨道交通无线通信系统技术对比研究

摘要：国内城市轨道交通无线通信系统采用的技术大致分为：TETRA、IDEN两大类，TETRA适合于专用调度通信网，iDEN则更适合于运营共网，所以在地铁等轨道交通行业多采用TETRA 数字集群通信系统作为城市轨道交通指挥调度系统。现在4G技术发展迅猛， 4G技术中VOIP，在移动4G网络的承载下实现类似于集群调度的功能。本文以珠海有轨电车1号线无线通信系统为例，阐述几种无线技术现场应用的对比情况。

我国“数字集群移动通信系统体制”行业推荐性标准：TETRA和iDEN两种体制各有优、缺点。TETRA更适合于专用调度通信网，iDEN则更适合于运营共网，所以在地铁等轨道交通行业多采用TETRA 数字集群通信系统作为城市轨道交通指挥调度系统。

一、TETRA数字集群移动通信系统的特点

TETRA是泛欧集群无线接入系统的缩写，是一种用于专网（PMRS）和公网（PLMR）的全新开放式数字集群标准。提供集群、非集群通信，支持话音、电路数据、短数据信息、分组数据等业务的直接模式（移动台对移动台）通信；支持多种附加业务，其中大部分为TETRA所独有；采用时分多址技术，在25kHz的频带中可以同时传4路话音；系统具有兼容性好、开放性好、频谱利用率高和保密功能强等优点，是目前国际上较为先进、参与生产厂商较多的数字集群标准。TETRA数字集群移动通信系统主要具有下列优点：

（一） 标准为公开标准，具有广泛的支持性；

（二） TETRA具有灵活多变的直通方式

移动台既可以实现常规的直通方式，又可以工作在既入网又直通的双模式状态下，还可以作为网关起到中继作用；

（三）可适应各种业务要求

TETRA数字集群同时可传数据和语音。

二、4G移动通信技术

4G技术是对当前3G技术的一次全新的革新和发展，它融合了3G通信技术的诸多优点，同时提供了更为高速的信息传输速度，为用户的多媒体业务和可视化通信提供了可能。

4G移动通信采用了如下几种新的通信技术：

（一） OFDM正交频分复用技术。

（二）智能天线和多入多出天线技术。

（三）软件无线电技术

（四）源于IP的核心网技术

三、4G移动通信系统的特点

4G通信技术并没有脱离以前的通信技术， 4G通信技术的优势体现在：

（一） 4G移动通信技术的信息传输速率更快，这使得可视通信成为可能。

（二）移动用户下载的速度更快，4G 移动通信技术的速率已经超出了 100Mbit/s，这个速率是当前移动电话数据传输速率的 1 万倍，是 3G 移动电话速率的 50倍。

（三）4G通信技术可以通过智能天线技术来整合通信网络，进而使得局域网和互联网可以实现多网合一。

（四）4G技术具有的抗干扰能力要比3G技术高。

四、VoIP及集群介绍

VOIP是建立在互联网技术基础上的基于分组交换的语音通信系统，也称为IP电话或网络电话。VOIP的数据传输是基于分组的，发送方和接收方之间无需专用链路。

集群通信是专用指挥调度系统。一是“通过按键讲话开关进行通话”，即使用PTT（push to talk）；二是“动态共享若干个信道”。3GSM峰会上提出把PTT（push to talk）功能加到蜂窝通信上，称之为POC（PTT over Cellular），中文名字叫“一键通”。公网加上POC就可替代数字集群通信。

珠海有轨电车1号线首期工程无线通信系统车载终端及手持台采用了类似于移动公网PTT业务的VOIP技术，在移动4G网络的承载下实现类似于集群调度的功能。

珠海有轨电车 1 号线首期工程无线通信系统采用租用公共移动通信的方式，通过租用移动运营商 4G 网络为电车调度和相关业务提供无线通信或数据传输等服务。

五、VOIP集群调度系统与TETRA数字集群系统的比较

（一）珠海现代有轨电车无线调度系统与TETRA数字集群系统相比，其存在的优势有：

1） 资费便宜，通过租用移动运营商4G网络，以包月的方式获取一定的数据流量，即可以实现相应的无线调度功能，与独立建设一套TETRA数字集群系统相比，将极大的节省建设及后期维护费用。

2） 覆盖面广，与TETRA系统终端设备只能在TETRA网络覆盖范围内通话不同，基于移动4G网络的VOIP调度服务可以在任何移动4G网络覆盖到的地方使用，随着移动4G业务的发展，無线调度系统的通话范围将几乎没有距离的限制，能够异地漫游。

3） VOIP技术与移动4G高速无线网络结合之后，其语音通话质量及接通速度较3G网络下将有明显的提高。无线通信系统可实现语音调度功能，还可通过4G网络实时的将列车内的视频图像传回调度中心，供调度人员查看，并可以将列车时刻表及列车调度命令传输至列车的车载信号设备。而这些是TETRA数字集群无法做到的。

（二）珠海有轨电车无线通信系统与TETRA数字集群系统比较存在的不足有：

1） 通信接续时间长，珠海有轨电车无线通信系统采用基于移动4G网络的全数字 VoIP 技术，首先其呼叫建立时间随用户所处位置不同而异，据悉在同一基站内主叫发起呼叫，其建立时间可控制在 1 S内，但不同基站间用户的呼叫建立时间就超过 1S。这种情况在单个呼叫中心尚可接受，但因为群呼、组呼中用户不能同一时间听到话音，也就无法进行组群互通，必将造成组、群呼叫过程的混乱。而TETRA集群专业网中呼叫建立时间要求很短 （小于500ms）。

2） 由于VOIP采用的语音编解码技术问题，有轨电车无线通信系统的语音通话质量将无法达到TETRA数字集群的水平。

3） TETRA集群专网与公众移动电话网因服务对象要求不同，从系统体制设计是不相同的：集群专网中用户呼叫采用等待制，而公众移动电话网中用户呼叫采用失效制，这从根本上就区分了两种不同移动通信的体制及用途。公众移动网络上不仅承载着有轨电车的语音调度业务，还要为市民的各类移动终端提供4G语音、上网服务，虽然移动4G网络有着很高的传输速度，但毕竟带宽资源有限，用户数量过多的情况下会对有轨电车的调度服务造成影响，而TETRA集群系统不会出现此问题。

4） 功能方面，虽然有轨电车无线通信系统能够提供基础集群业务和一些集群补充业务，如用户优先级、用户状态查询等；但尚不具备调度功能，也不能提供如脱网直通、环境侦听等特殊功能。

5） TETRA专网集群系统在系统安全性、可靠性方面有严格的要求，其使用各种空中加密、端到端加密算法，但由于终端设备的性能问题，仍无法达到TETRA集群专网的安全水平。

六、为提高基于4G网络无线通信系统性能应采取的措施

通过对有轨电车无线通信系统的研究以及与TETRA集群专网调度系统的比较，发现其既存在着优势也有着不足，针对存在的问题，提出如下列解决方案：

1） 配合移动公司做好电车沿线及车辆段的4G网络覆盖工作，较好的4G网络覆盖才能有效保证有轨电车无线通信系统的可靠运行。

2） 在网络繁忙或4G用户数量较多的情况下，与移动公司协调尽量为有轨电车的调度服务预留必要的网络带宽，以保证有轨电车基本的调度通话需求。

3） 由于有轨电车内向市民提供免费的WIFI上网服务，而WIFI覆盖是通过4G转WIFI设备实现，因此过多的用户接入WIFI必定会对4G网络产生影响，可以通过一定的技术手段限制用户的接入数量或通过在4G转WIFI设备内置一些热门资源的方式，减少用户对4G网络的接入，保证有轨电车无线通信系统的正常工作。

作者：孟臻

城市轨道交通无线通信论文 篇2：

浅谈现代城市轨道交通无线通信技术及应用

摘要：我国城市化建设发展进程的加快，促使轨道交通在城市发展中的重要地位不断提升，是人们日常出行的常用交通工具。在城市轨道交通建设发展过程中，要重视无线通信技术的覆盖应用，在满足乘客日常需求的同时，为他们提供良好的移动服务。无线通信技术在现代城市轨道交通建设发展中的应用，会受到诸多因素的制约和影响，不利于轨道交通的长久发展。

关键词：现代城市轨道交通;无线通信技术;应用形式

引言

近年来，我国综合实力的不断提高，带动了国家经济增长和科学技术发展。无线通信系统是科学技术创新发展过程中的重要成果，在人们生活和企业生产中得以普遍应用。在城市化建设发展的大环境中，轨道交通在解决城市道路拥挤问题的同时，对城市轨道交通的实际功能提出了更高要求，如无线通信系统的覆盖，不仅能为乘客出行提供良好的体验，还能有效的提高现代城市轨道交通的安全运行水平，为城市轨道交通的长久发展奠定基础。

一、现代城市轨道交通无线通信系统的覆盖分析

（一）覆盖特点。地铁轨道交通的整体空间结构组成较为复杂，且地铁车辆运行过程中的人流量较大，对乘坐过程中的网络服务提出了更高需求。由于地铁无线通信系统的实际所属运营商的不同，导致网络信号之间出现严重的干扰问题，增加了网络区域的实际覆盖难度。因此，在地铁中建设和运行无线通信系统，需要各个运营商之间进行沟通和交流，选择合适的互通系统。而且，工作人员在轨道交通中覆盖无线通信系统时，要充分的考虑地铁轨道空间结构上存在的特殊性，这就需要选择无源系统，依靠其更好的维持地铁无线通信系统的稳定运行。

（二）覆盖范围。在地铁交通中覆盖无线通信系统网络主要是为了给乘客出行提供服务享受的便利。因此，要注重无线通信系统网络的实际覆盖范围，如站台区域、隧道区域、大厅区域等等，并为了避免出现无线信号之间的干扰问题，工作人员可以在站台合适的位置设置天馈系统，以及在地铁换乘出入口的核实位置设置吸顶天线，提高无线通信系统网络的稳定性，有利于增强无线系统的网络信号强度。而且，针对小范围区域，可以采用基站与天线结合的无线通信网络覆盖方式，增强区域范围内的信号强度。但在实际的信号覆盖操作中，要结合区域的实际情况，选择合适的网络覆盖方式。

二、现代城市轨道交通无线通信技术的应用形式

（一）3G和4G技術的应用。3G和4G技术在现代城市轨道交通发展中的应用，能够满足人们对音乐、视频、图片等多媒体形式的处理需求，且随时随地的浏览网页，开展视频会议电话等等，对人们的日常生活起到了重要意义。根据相关调查显示，在城市轨道交通的建设发展过程中，3G和4G技术的实际应用程度不高，且部分线路虽然引入了这项技术，但也仅仅是在轨道交通的站台和站厅，导致列车在实际行驶过程中，无法完成乘客对信息技术的体验需求。

现阶段，在城市轨道交通的建设发展过程中，无线通信技术的应用，受到了诸多因素的阻碍和影响。第一，3G和4G技术在地铁内部的应用，会因乘客自带的WiFi热点，影响列车的信息系统运行;第二，城市轨道交通的建设发展之初，对3G和4G技术通信的应用需求进行了全面考虑，但在后期的改造过程中，尤其是隧道环境条件较差，且需要考虑地铁的实际运行时间，导致3G和4G技术的普及难度较大。3G和4G通信系统与列车信号系统之间并不存在严重的干扰，且随着科学技术的创新发展，相应的干扰问题会得到有效的解决，促进城市轨道交通建设发展过程中的3G和4G无线通信技术的应用。

针对3G和4G技术在现代城市轨道交通建设发展过程中的应用，部分大学和企业之间联合开展了4G通信系统中TD-LTE系统的通信性能测试试验。根据试验过程中得到的数据结果进行分析，得出4G通信系统中TD-LTE系统的传输速率满足相关标准要求，并通过专用的无线频段和LTE通信技术，推动城市轨道交通建设发展过程中3G和4G技术的应用。

（二）WiFi技术手段的应用。WiFi技术具有高灵活性和高传输率的特点。相较于轨道交通列车的移动电视、信号胸膛、信息系统等2.4GHz的频段而言，WiFi技术带来的干扰影响对城市轨道交通的建设发展起到阻碍作用。现阶段，解决WiFi技术在轨道交通应用中的信号干扰问题，可以采用以下几种方式：第一，地铁内部WiFi系统不选用5.8GHz固定频段，主要是因为这种频段无法兼容那些支持2.4GHz的智能化终端，这种频段形式为未来发展带来了相应安全隐患;第二，将CBTC系统和PIDS系统搬移到的GSM-R频段，这种技术系统方式需要对地铁系统进行大程度的改造，实际执行难度较大;第三，技术革新带动了城市轨道交通的建设发展，这就表明了WiFi技术的开发和研究具有重要意义。当前，深圳市地铁建设发展过程中采用了地铁信号系统和免费WiFi技术，通过将两者设置在不同的信道上，能够有效的避免出现干扰影响。DS-FH混合扩频技术和固定信道划分技术的应用，为WiFi技术在地铁轨道交通中的推广应用提供了新的方向。

三、结语

综上所述，无线通信技术在现代化城市轨道交通中的应用，为轨道交通的建设发展提供了新的趋势和方向。所以，要结合轨道交通的实际建设情况，以及当前技术发展形式进行不断的创新和改革，营造良好的轨道交通出行环境，为乘客出行提供较大的便利性，指明城市轨道交通无线通信技术的发展方向。

参考文献：

[1]赵超.现代城市轨道交通无线通信技术与应用[J].电子世界，2017（09）：159-159.

[2]王洪杰.城市轨道交通中无线通信技术的应用探讨[J].科技创新与应用，2016（17）：045-046.

[3]侯礼举.城市轨道交通车地无线通信技术应用发展方向[J].工程建设与设计，2016（08）：095-097.

（作者单位：通号万全信号设备有限公司）

作者：韩贵晓 杨普

城市轨道交通无线通信论文 篇3：

城市轨道交通中无线通信技术的应用研究

摘要：城市轨道交通中无线通信技术的应用要积极应对行业挑战与需求，依托LTE技術优势对轨道交通通信环境进行优化，满足多样化运营需求。本文分析了城市轨道交通无线通信技术面临挑战，探讨了城市轨道交通中无线通信技术的具体应用，希望能为轨道交通中无线通信技术的发展应用提供帮助。

关键词：轨道交通；无线通信技术；LTE；应用

随着城市快速发展，城市交通压力越来越大，发展公共交通、轨道交通则成为城市建设的重中之重，高速移动状态下的车地无线传输性能是提升轨道交通通信质量的瓶颈。目前国内城市轨道交通车地无线系统受技术标准体制限制，车地无线实时通信效果不佳，存在着图像传输不连续不清晰、上下行视频并发图像质量差等严重问题，影响运营使用，探讨城市轨道交通中无线通信技术的应用有重要参考价值。

1.城市轨道交通无线通信技术面临挑战

城市轨道交通作为城市建设的重中之重，高速移动状态下的车地无线传输对于通信提供提出了更高的要求，以确保安全运营的实现，满足业务多样化需求。车地无线通信系统要求主要以业务宽带化、运行高速化、管控实时化等为主，城市轨道交通中流媒体、高清广告实时播放等宽带业务需要车地无线网络提供足够宽的传输管道；随着轨道交通最高设计时速从60km/h向120km/h的迈进平均时速可高达200km/h，对高速移动场景下的网络性能力提出挑战；为满足安全运营需求，需将运行列车车厢实时视频监控回传，管控实时化要求较高。以上这些高要求使得无线通信技术的应用遭遇了诸多平静，致使城市轨道车地无线业务的开展受到影响。

目前城市轨道交通行业应用的车地无线专网WLAN解决方案，不仅安全性、可靠性欠佳，在满足行业需求方面更是有着诸多不足，比如抗干扰性能差、安全隐患多、多网络共存且覆盖范围有限、部署和管理维护难度增大、无法保障高移动态下的稳定带宽等，都严重制约了轨道交通建设中无线通信的发展与应用。

2.城市轨道交通中无线通信技术的应用

LTE无线专网是轨道交通车地无线理想选择，以LTE为代表的无线通信技术在解决城市轨道交通无线通信问题方面发挥了重要作用，有利于城市轨道交通建设的推进，下面结合郑州市地铁工程对城市轨道交通中LTE的应用进行分析。

2.1LTE技术优势

LTE是3GPP标准组织制定的目前最先进的无线通信技术，是无线通信技术的发展趋势。城市轨道交通中LTE技术具有以下应用优势：一是抗干扰性能强，有助于保证整体网络环境稳定性，二是无线覆盖范围大，单小区覆盖范围可达1.2km，降低了小区切换频度和设备维护成本，三是支持高可靠性的无损切换和快速及时的无缝切换，以及基于非竞争的快速随机接入，越区切换时延、丢包率低，四是支持高达9级的业务优先级控制，同一张网上可承载多业务，并对不同的业务分配不同的优先级，实现全方位QoS保障。

2.2地铁应用环境

郑州市地铁工程建设中无线通信技术的应用主要面临三个典型挑战，一是乘客信息系统（PIS）数据传输实时性、稳定性无法保证，二是车载视频监控数据无法实时回传，三是设备故障率高、维护困难。轨道交通复杂且专业性较强，对于可靠性、安全性有较高要求，因此无线通信技术的应用必须考虑到与系统内列车控制、乘客信息、行车调度、安全监控、车辆和路轨设备检测等模块的对接，尤其是在快速移动情况下，必须确保通信技术的可靠性，基于4G技术的eLTE成为必然选择，对于实现轨道交通系统的高宽带、多功能、智能化的发展有积极促进作用。eLTE通信技术方案在解决轨道交通运营通信过程中要对系统内业务应用层、承载网络层和终端层等进行优化，三个层面设备互有接口，联合协作，共同支撑轨道交通系统的高效运营，同时联合该其他子系统与设备确保高速运行状态下通信传输的实时性与可靠性。

2.3业务层应用

LTE无线通信技术在提供CBTC（基于无线通信的列车自动控制系统）业务承载的同时，可满足城市轨道交通大流量宽带数据业务，如PIS（乘客信息系统）、CCTV（视频监控系统）、数据采集等。列车自动控制系统作为神经中枢需要切实的安全保障，业务应用层中列车控制信号系统肩负着调节列车运行间隔和运行时分、提高列车运行效率等责任，CBTC系统的应用借助无线通信技术代替了传统轨道电路作为传输媒体来实现列车运行控制，CBTC与eLTE无线通信系统接口的性能、可靠性都为列车运行安全服务。应用WiFi来承载面临着无线干扰问题，采用4G移动通信技术可有效解决干扰问题，通过对eLTE系统相关参数的优化和调整可满足列车控制运行的专业要求。乘客信息系统有承载多媒体需求，eLTE系统为适应PIS系统高清视频实时广播的特点以及不同行车区间的业务需求，通过集成在TAU中的无线通信模块，对接车载的视频播放系统以及视频监控系统，满足实时动态信息的传播与输送需求。

2.4应用实践

LTE端到端技术方案在郑州地铁工程的应用满足了PIS高清化车地无线传输需求，利用匹配轨道应用场景的增强覆盖技术减少了设备数量，利用AFC频偏纠正技术保证了高速场景下的稳定数据传输，利用漏缆、天线、室分多种覆盖方式实现了不同区域的无缝覆盖。超宽带无线车地通信解决方案充分利用了LTE在高速移动状态下接入性能好、业务带宽高的特性，结合专业的无线规划方案，为地铁提供了近20Mbps的下行无线带宽，开创了轨道交通领域乘客信息系统实时高清化的先河，为改善地铁乘车环境、提升运营安全与效率提供了有利保障。另外华为与Funkwerk积极合作，开发了基于LTE模块的同时支持GSM-R和LTE的双模车载台，进一步实现了基于LTE的车载终端的技术突破，为推动eLTE商用提供了强有力支持。

3.结束语

综上所述，城市轨道交通建设中LTE无线通信技术的应用有效规避了传统技术弊端，解决了车地无线实时通信中的诸多问题，为优质地铁乘车环境的建设与轨道交通系统高效管理提供了有力支持，有利于全面提升轨道交通运营工作质量。

【参考文献】

[1]聂淼.浅谈现代城市轨道交通无线通信技术与应用[J].通讯世界：下半月，2015（5）：12-14.

[2]杜成.城市轨道交通CBTC系统2.4GHz无线传输技术的应用研究[J].铁道标准设计，2013（3）：129-133.

[3]谭耿.LTE技术在城市轨道交通信号系统中的应用探索[J].铁道通信信号，2015（6）：85-87.

作者：赖飞