国内铁路机车车载无线通信技术
供稿人：路炜供稿时间：2006-7-5 关键字：无线通信铁路机车车载电台
根据铁路技术发展“安全装备系统化，建设技术现代化”的要求，铁路通信应向综合化通信技术、铁路信号应向通信信号一体化的方向发展。目前铁路上使用的机车车载无线通信设备主要有二种：450MHz列调机车电台及800MHz 列尾和列车安全预警机车电台。450MHz列调机车电台具备列车调度、TDCS数据传输功能，并为列尾检测提供接口与通道。现行铁路列车尾部风压报警大多共用无线列调450MHz电台进行数据传输，存在同频干扰及与无线列调相互干扰问题；并且在弱场强覆盖区无法保证列车首尾间的正常数据传输，从而使得目前的列车尾部风压报警装置在复线和传播条件不好的区段使用效果不理想。
为此，近年来国内多家单位研制了800MHz列尾和列车安全预警系统。该系统从原无线列调通信系统中分离出来，避免对现有无线列车调度系统的干扰，以保障行车安全。使用专用的800 MHz信道后，系统可以实现列车车次、速度、位置和状况等运行信息的传送，形成综合系统。800 MHz列尾和列车安全预警系统设备包括车载电台、列尾设备、道口安全预警设备、袖珍与便携式列车接近预警器及TAX箱适配板等。广东三茂铁路股份有限公司、北京首科中系希电信息技术有限公司等单位相继开发了800 MHz列尾和列车安全预警系统并通过技术鉴定[1][2]。
北京世纪东方国铁电讯科技有限公司申请的中国专利CN200310101791.9“用于机车无线数字综合预警系统的数字通讯设备及方法”通过采用800MHz数字车载综合电台（其接收频率为821.2375MHz，发送频率866.2375MHz），解决了出现同频干扰和与无线列调相互串扰的问题，且由于800M无线传输的穿透力强，消除了弱场强区域的信号覆盖问题，使列车首尾之间能够最大限度地实现正常的数据传输，该发明的数字通讯设备可按照广播的方式发送各种预警信息和报警信息，从而避免列车行车事故，并减少人员的伤亡事故[3]。
上海新干通通信设备有限公司申请的中国专利CN200510078271.X“机车无线通信系统”包括列尾主机，至少一个操作显示终端和与其相连接的主机，所述主机包括主控模块和天线馈线模块，以及与主控模块和天线馈线模块连接的800MHz列尾和列车安全预警车载电台、GSM-R话音模块、GSM-R数据模块、450MHz机车电台、450MHz调度命令模块、GPS 模块、所述主机还连接有电源模块。因此，该发明机车无线通信系统同时满足了450MHz模拟通道的通信、800MHz 通道上列尾和列车安全预警以及GMS-R 网络下的语音和数据通信[4]。
然而，在实际应用中，上述800MHz列尾和列车安全预警机车电台虽然对铁路安全生产具有重大意义，但由于与现有设备不兼容、管理维护所需投入大，因此推广有一定难度。近年来国内一些研究试图通过拓宽450MHz列调机车电台功能解决其信号传输中的同频干扰问题，作为一种经济有效的解决途径。
2002年柳州铁路局宋多轮等人的研究表明，南昆线形成列尾装置传输盲区的主要原因是列尾传输信道400MHz频率受地形地貌的影响。在机车和现使用的列尾装置上加装感应电台，组成400kHz+400MHz列尾信道，以400kHz频率为主，和原来无线列调频率兼容，保证了列尾装置在任何地区都能及时、准确、可靠的工作。该装置信道与原列尾信道兼容，实际起到双信道热备份互保作用，同时在平原枢纽和山区隧道两个信道互补，传输稳定可靠[5]。
2002年西安铁路分局机务分处张文杰等人在XTF400感应式列尾装置是在中铁列尾主机基础上采用以400kHz感应通信为主、400MHz为辅的尾部信道传输功能列尾装置，既保证了接触网导线强干扰地区站内和平原地区的接收，又保证了区间信号弱场区信息的传输，可以满足山区电气化铁路的要求。由于列尾装置是受“一对一”的机车电台控制，采用专一列尾传输信道后，可以解决干扰无线列调的问题[6]。
2006年郑州铁路局王赤阳提出了全功能450MHz机车电台的构想，使其兼具目前450MHz和800MHz机车电台的功能，包括：1个电源模块、1个控制电路单元、1个合成天线单元、电台一及电台二。电台一和电台二是2个经过改造的普通模拟450MHz电台，每个电台具有双收-发功能，可以工作在双工状况下，具备通用列调机车电台、列尾风压测
控及列车接近预警功能。在现有的铁路列调频率中，将第8组作为列尾和列车安全预警专用频率，其他频率用于列车调度及TDCS等。列车调度功能和列尾风压测控功能分别由2个不同的模拟通道(电台一和电台二)来完成，且工作在不同频段，能够克服原列调电台的列调和列尾相互干扰的问题[7]。
参考文献
[1]800MHz列尾和列车安全预警系统通过铁道部科技成果鉴定. 铁道运输与经济.2004,26(1).-66-66
[2]符同蒲. 2C1—H（K）DS型800MHz列尾装置的技术进步. 铁道运输与经济.2004,26(3).-84-85
[3]用于机车无线数字综合预警系统的数字通讯设备及方法CN200310101791.9（申请日2003.10.29 公开日
2004.10.27）
[4]机车无线通信系统. CN200510078271.X（申请日2005.06.10 公开日2005.11.30）
[5]宋多轮方广生. 解决南昆线百色至威舍段列尾装置的传输盲区. 西铁科技.2002(3).-19-20
[6]张文杰王琦. 列尾装置使用中存在问题的调查与建议. 铁道机车车辆.2002(4).-43-44
[7]王赤阳. 关于全功能450MHz机车电台的构想. 铁道通信信号，2006年第2期，38-40
第一章概述 选择题：具体应用属于物联网的哪一层。 （1）应用层：智能交通、智能电网、智能物流、智能家居、智能农业、 （2）支撑层：云计算技术、人工智能、数据库与数据挖掘、分布式并行计算、多媒体与虚拟现实 （3）传输层：移动通信网、互联网、无线网络、卫星通信、短距离无线通信（4）感知层：射频识别、二维码、传感器、定时定位、多媒体信息采集 简答题：物联网有哪四层，其功能和作用是什么。 （1）感知层：主要采用集物理世界中发生的物理时间和数据，包括各类物理量、标识、音频、视频数据。主要采用的设备是装备了各种类型传感器的传感网节点和其他短距离组网设备。 （2）传输层：传输层的主要功能是直接通过现有的互联网、移动通信网、卫星通信网等基础网络设施，对来自感知层的信息进行接入和传输。 （3）支撑层：支撑层主要是在高性能网络计算环境下，将网络内大量或海量信息资源通过计算整合成一个可互联互通的大型智能网络，为上层的服务管理和大规模行业应用建立一个高效、可靠和可信的网络计算超级平台。设备包括大型计算机群、海量网络存储设备、云计算设备等。 （4）应用层：包括各类用户界面显示设备以及其它管理设备等，是物联网系统结构的最高层。 选择填空题： 移动通信中： 三类损耗： （1）路径传播损耗：是指电磁波在宏观大范围空间传播所产生的损耗。 （2）大尺度衰落损耗：由于电磁波受到建筑物及山丘等阻挡物所产生的阴影效应而产生的损耗。 （3）小尺度衰落损耗：由于多径传播而产生的损耗。 四种效应包括： （1）阴影效应：大型建筑物或其它大型物体阻挡产生的。
（2）远近效应：由于接收用户离基站距离随机的所产生远近距离信号的不同。（3）多径效应：由于接收者所处地理环境复杂性，使得接收到的信号不仅有直射波的主径信号，还有从不同建筑物反射过来以及绕射过来的多条不同路径信号。 （4）多普勒效应：由于接收用户处于高速移动中，其扩散程度与用户运动速度成正比，这一现象只在高速车载通信时产生，低速或慢速不用考虑。 名词解释： 多径效应：由于接收者所处地理环境复杂性，使得接收到的信号不仅有直射波的主径信号，还有从不同建筑物反射过来以及绕射过来的多条不同路径信号，而且它们到达时的信号强度、到达时间以及到达时的载波相位都是不一样的。所接收到的信号时上述各路径信号的矢量和，也就是说多径信号之间可能产生自干扰，称这类自干扰为多径干扰或多径效应。 名词解释：无线个域网概念 无线个域网是为了实现活动半径小、业务类型丰富、面向特定群体、无线无缝的连接而提出的新兴无线通信网络技术。 选择填空题：用于无线个域网的通信技术有很多，如蓝牙、超宽带、红外、zigbee 等。 名词解释：短距离无线通信 短距离无线通信的主要特点是通信距离短，覆盖范围一般在几十米或上百米之内；无线发射器的发射功率低，一般小于100mW；工作频率多位免付费、免申请的全球通用的工业、科学、医学频段。 名词解释：无线传感网络 无线传感器网络是由部署在检测区域内的大量微型传感器节点组成，节点之间通过无线通信方式形成多跳自组织网络系统。 选择填空题：传感器的三个要素：传感器、感知对象和观察者。 简答题：无线传感网络结构组成、工作过程、各自特点及功能。 传感器网络系统通常包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。 工作过程：大量传感器节点随机部署在监测区域内或附近，通过自组织方式构成网络。传感器监测到的数据沿着其它传感器节点逐跳进行传输，在传输过程
车载卫星通信设备及操作简介 3.1 卫星通信系统开通前应该注意的事项： 3.1.1 环境勘察 1）选择停放场所 ★选择较为平坦、坚实的空地作为停车场地。确保对卫星信号收发、微波信号收发不形成遮挡。 ★车辆上方应无遮挡物，以免阻碍天线桅杆正常升起。 ★应尽量避开高大的障碍物（陡坡、高大建筑、高大树木等），确保对卫星通信、微波通信、无线网桥通信的信号收发不形成遮挡。 ★如果采用市电则车辆停放地距最近的有效市电电源应在60M以内，且能打地桩以接地或能接入其他的接地系统。 ★车辆停放地还要考虑整车噪声对居民或环境的影响。 2）选择市电电源 ★车载系统原则上应尽量考虑采用目的现场的有效市电电源。 ★在车载系统到达现场前，应与提供电源的单位或供电部门做好协商。 3）确定传输方式 ★同相关单位协商拟采用的传输方式，传输方式应遵循方便接入的原则结合停放场所条件综合考虑。若距机房较近，可采用光纤直接连接的方式；否则可采用微波或者无线网桥传输方式；特殊情况可采用卫星传输方式。 ★采用微波或者无线网桥传输方式时，要预先选定好对端微波架设的位置，以最近的机房和视距传输来综合考虑。原则上在车载系统达到目的现场 前，应架设好对端微波天线，以尽量缩短系统开通的时间。 ★采用卫星传输方式时，应根据使用的卫星经度考虑对应方位无遮挡，且 避免使车头朝向卫星方位停放，以方便卫星天线接收。 ★车载卫星系统通过自动对星需要获取的信息：（1）GPS、（2）电子罗盘、（3）AGC（信标机电压）。
3.1.2 数据准备 确定BTS的相关数据 ★根据网络规划，确定车载BTS相关数据，如频点、邻区切换等，必要时，到目的现场测试移动网络的数据，了解频率干扰情况、话务量分配、切换等情况。同时与传输室确认应急车传输的接入基站，并在基站端对通传输电路，同BSC 核对每套应急传输电路所对应小区的关系、核对小区定义的设备数量、设备类型和软件版本等信息，确保BSC的数据定义与应急车安装的硬件完全对应； ★根据现场的网络状况，确定基站天线的覆盖范围和方向。 ★根据网络规划，确定车载BTS系统接入PLMN网的BTS的相关数据。 3.1.3 带卫星的小C车规范开通流程 1、停车、拉手刹 2、打地桩、接工作地、保护地 3、放支撑脚、启动联合供电 4、挂CDMA天线、升天线桅杆、接馈线 5、对星、核对工作频率、极化、标定功率、载波上星 6、开基站、数据下载 7、开通测试、网络优化 3.2 卫星系统概述 3.2.1卫星系统业务需求简介 卫星传输作为小型应急通信车三种传输方式（微波传输、光纤传输、卫星传输）之一的传输手段解决从车载BTS到各省BSC的Abis接口的传输，实现1x 语音数据及EVDO数据业务的传输。 3.2.2卫星系统组成 根据系统设备配置和改装要求，小型应急通信车包括移动通信系统（不同厂商BTS和BSC设备）、传输系统（SDH、PDH、50M无线以太网桥、车载卫星）及天馈线系统（卫星天线、微波天线基站天线、桅杆等），其中卫星子系统主要由以下几种设备组成： 车载卫星天线、GPS天线、天线控制系统、信标接收机、MODEM、LNB、固态高功放。
常用短距离无线通信优缺点的纵横比较 目前使用较广泛的近距无线通信技术是蓝牙(Bluetooth)，无线局域网802.11(Wi-Fi)和红外数据传输(IrDA)。同时还有一些具有发展潜力的近距无线技术标准，它们分别是：ZigBee、超宽频(Ultra WideBand)、短距通信(NFC)、WiMedia、GPS、DECT、无线1394和专用无线系统等。它们都有其立足的特点，或基于传输速度、距离、耗电量的特殊要求；或着眼于功能的扩充性；或符合某些单一应用的特别要求；或建立竞争技术的差异化等。但是没有一种技术可以完美到足以满足所有的需求。 蓝牙技术 (bluetooth)技术是近几年出现的，广受业界关注的近距无线连接技术。它是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的短距离无线连接为基础，可为固定的或移动的终端设备提供廉价的接入服务。蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，其实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的近距无线接口，将通信技术与计算机技术进一步结合起来，使各种设备在没有电线或电缆相互连接的情况下，能在近距离范围内实现相互通信或操作。其传输频段为全球公众通用的2.4GHzISM频段，提供1Mbps 的传输速率和10m的传输距离。蓝牙技术诞生于1994年，Ericsson当时决定开发一种低功耗、低成本的无线接口，以建立手机及其附件间的通信。该技术还陆续获得PC行业业界巨头的支持。1998年，蓝牙技术协议由 Ericsson、IBM、Intel、NOKIA、Toshiba等5家公司达成一致。蓝牙协议的标准版本为802.15.1，由蓝牙小组（SIG）负责开发。802.15.1的最初标准基于蓝牙1.1实现，后者已构建到现行很多蓝牙设备中。新版802.15.1a基本等同于蓝牙1.2标准，具备一定的 QoS特性，并完整保持后向兼容性。蓝牙行业是个突飞猛进的行业，2004年到2011年，蓝牙设备的综合年增长率为40％。07年蓝牙设备的出货量达5 亿件，市场份额增加了71％。预计到2009，出货量将达到２０亿件。中国是世界最大的蓝牙生产研发基地，全球80%的蓝牙企业在中国，中国80%的蓝牙企业在深圳。国内最大的蓝牙方案公司深圳市吉联通数码科技有限公司、国内最大的蓝牙电池邦凯电子有限公司、全球著名的蓝牙键盘制造商中易腾达，国内最著名的蓝牙车载创美佳等公司都深圳，但蓝牙技术遭遇了最大的障碍是过于昂贵，这就使得许多用户不愿意花大价钱来购买这种无线设备。因此，首要解决的就是蓝牙附属地位的问题和蓝牙芯片国产化的问题。随着蓝牙芯片国产化，中国确定自己的技术标准，很快就可以解决目前中国蓝牙企业“山寨化”的问题，让所有中国蓝牙企业生产合乎中国技术标准的产品。二是进入了蓝牙产业链的上游，形成完整的产业链条。第三，可以借此解决目前蓝牙使用上由于“配对”复杂，而妨碍用户使用，造成市场推广的障碍。 以上优势的形成，必将改变中国蓝牙行业的现有局面，并在深圳形成以高新技术为龙头的一体化蓝牙产业基地，更好的为全中国，全世界服务。业内专家认为，蓝牙的市场前景取决于蓝牙价格和基于蓝牙的应用是否能达到一定的规模。有了蓝牙，我们可以不再为数字家庭的布线而烦恼，移动电话、计算机、数码相机、摄像机、打印机、传真机和掌上电脑等能随心所欲无线连通。有了蓝牙，这些设备即会实现自动同步。即使用户的个人电脑放在手提箱内，用户也可以通过电话收电子邮件，通过移动电话屏幕阅读邮件标题，而不会有到处找连接线、开机、关机等待等等诸如此类的一系列烦恼。蓝牙技术拥有广阔的潜力市场。 Wi-Fi技术
短距离无线通信技术 1.1短距离无线通信 以信号有效接发/传输距离为标志区分各种无线技术，由于技术不断融合和发展，具体 技术的应用围也会动态变化。 WWAN 无线广域网 WMAN 无线城域网 WLAN 无线局域网 WPAN 无线个域网 无线基站（信源） 发送/接收 蜂窝通讯技术 2G/3G/4G GPRS EDGE LTE …… WiMax Wibro（国） 802.16 WIFI WAPI 802.11 Bluetooth UWB Zigbee …… RFID NFC IrDA 中、长距离无线通信，卫星通信和长波、 短波则能实现超长距离无线通信 短距离无线通信，NFC则被视为非接触超 短距离无线通信 WIFI IrDA Zigbee Bluetooth UWB NFC RFID 通信模式点对点网状单点对多点点对点 通信距离0~100m 0~1m 10m~75m 0~10m 0~10m 0~20cm 0~50m 传输速度54Mbps 1Mbps 10K~250Kbps 1Mbps 53.3~480M 424Kbps 安全性低低中高高极高高 频段 2.4GHz 2.4GHz 868MHZ欧洲 915MHz美国 2.4GHz 3.1~10.6G 13.56MHz 多频段 国际标准802.11b 802.11g 无802.15.4 802.15.1x 无ECMA340 ECMA352 成本高低极低低高低低 1.1.1WLAN WIFI是WLAN的主流技术标准，应用中常把WIFI与WLAN等价，其实这并不严谨，例如，中国对WLAN强制执行自有知识产权的WAPI标准。 WLAN应用的标准协议是802.11，这是一个庞大的协议家族。 802.11是WLAN原始标准，WIFI应用802.11b标准，可向11g、11n升级。有兴趣的可
WiTDM?Wireless Time Division Multiple 是一种新开发的时分多址(TDMA)的通信技术, 适用於户外长距离一对多设备的传输协议. 有别於传统802.11 CSMA/CA, WiTDM的传输效率最高可为CSMA/CA 802.11 的150%。在户外环境的应用中, WiTDM?不会有802. 11常遇到的隐藏节点(Hidden Node)的问题, 网路总体带宽并不会因為隐藏节点而严重降低. 在802.11网路中,远端的传输设备因為传输品质差,佔用更多的时间资源, 所以会因此严重影响其他的传输设备, 而WiTDM?并不存在这种远近效应（NEAR-FAR）问题. TDMA Time Division Multiple Access时分多址。时分多址是把时间分割成周期性的帧(Frame)每一个帧再分割成若干个时隙向基站发送信号，在满足定时和同步的条件下，基站可以分别在各时隙中接收到各移动终端的信号而不混扰。同时，基站发向多个移动终端的信号都按顺序安排在予定的时隙中传输，各移动终端只要在指定的时隙内接收，就能在合路的信号中把发给它的信号区分并接收下来。 GSM Global System for Mobile Communication 全球移动通信系统。分GSM900、DCS1800和PCS1900三个频段，一般的所谓的双频手机就是在GSM900和DCS1800频段切换的手机。GSM900/1800分别是工作在890~960mhz/1710~1880mhz频段的。GSM900的手机最大功率是8W（实际中移动台没这么大的功率，一般的手机最大功率是2W，车载台功能大），而DCS1800的手机的最大功率是1W。 CDMA Code Division Multiple Access 码分多址。CDMA的优点包括： CDMA中所提供的语音编码技术，其通话品质比目前的GSM好，而且可以把用户对话时周围环境的噪音降低，使通话更为清晰。 WiMax Worldwide Interoperability for Microwave Access 全球微波互联接入。WiMAX的另一个名字是802.16。WiMAX是一项新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达50km。WiMAX还具有QoS保障、传输速率高、业务丰富多样等优点。WiMAX逐步实现宽带业务的移动化，而3G则实现移动业务的宽带化，两种网络的融合程度会越来越高。 WIFI Wireless Fidelity 无线保真Wi-Fi，其实就是 IEEE 802.11b 的别称。Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备（如PDA、手机）等终端以无线方式互相连接的技术。就是一种无线联网的技术，以前通过网线连接电脑，而现在则是通过无线电波来连网。 WLAN Wireless Local Area Network 无线局域网。指以无线信道作传输媒介的计算机局域网，是有线联网方式的重要补充和延伸，并逐渐成为计算机网络中一个至关重要的组成部分，广泛适用于需要可移动数据处理或无法进行物理传输介质布线的领域。
机车综合无线通信设备 系统组成： 机车综合无线通信设备由CIR主机、MMI操作显示终端、打印机、送受话器、扬声器、连接电缆、天馈单元等组成，分为WTZJ-I型机车综合无线通信设备（标准型）和WTZJ-II型机车综合无线通信设备（小型化）。 为保障机车综合无线通信设备的正常应用，我公司还配套有CIR出入库自动检测系统、CIR记录单元和放音装置、CIR记录单元数据分析系统等维护工具。 功能简述： 机车综合无线通信设备是我公司基于GSM-R数字移动通信技术、GPS全球定位技术、450MHz模拟无线电台通信技术等开发的综合车载通信设备。它与地面的GSM-R设备和450MHz设备共同组成一个完整的铁路综合无线通信网。 1. 司机只需操作一套设备，便可实现无线列调、调度命令传输、接收进路预告、无线车次号信息传输、列尾操作、800MH z预警等功能，将司机从繁杂的操作中解放出来。 2. 具有《列车无线调度通信系统制式及主要技术条件》(TB/T 3052)、《列车无线调度通用式机车电台主要技术条件(V2. 0)》规定的机车电台功能。 3. 具有450MHz机车电台承载的列车尾部风压、无线车次号、调度命令等数据信息传输功能。 4. 具有GSM-R调度通信功能。 5. 具有GSM-R通用数据传输功能，根据承载业务需要提供GPRS或电路方式数据传输链路。 6. 具有《800MHz列尾和列车安全预警系统主要技术条件（暂行）》中规定的车载电台功能。 7. 根据卫星定位信息自动转换GSM-R工作模式与450MHz工作模式并语音提示。 8. 具有上、下行线路分别设定工作模式转换点的功能。 9. 具有输出卫星定位原始信息、公用位置信息的功能。 10. 具有主、副MMI之间通话功能。 11. 具有话音、业务和状态信息记录及转储功能。 12. 具有整机自检和故障定位功能（故障定位到单元模块)，包括450MHz机车电台单元、800MHz车载电台、GSM-R话音单元、GSM-R数据单元、记录单元、卫星定位单元、MMI、机车数据采集编码器、电池单元，并可将自检结果发送到出入库检测台。 13. 配备专用的库检设备，给设备维护人员提供完善的检测手段。
C-V2X概述 国际C-V2X发展现状 我国C-V2X发展基础与现状我国C-V2X产业发展倡议贡献单位 P2 P9 P15 P28 P30 目录 IMT-2020(5G)推进组于2013年2月由中国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立，组织架构基于原IMT-Advanced推进组，成员包括中国主要的运营商、制造商、高校和研究机构。推进组是聚合中国产学研用力量、推动中国第五代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的主要平台。
1 3GPP 第三代合作伙伴项目 (the 3rd Generation Partnership Project ) 5GAA 5G 汽车协会 (5G Automotive Association ) CA 证书授权 (Certificate Authority ) C-ITS 合作智能交通系统 (Cooperative-Intelligent Transportation System ) GNSS 全球卫星导航系统 (Global Navigation Satellite System )缩略语 ITS 智能交通系统(Intelligent Transport System )LTE 长期演进(Long Term Evolution )MEC 多接入边缘计算(Multi-access Edge Computing )OBU 车载单元(On Board Unit )RSU 路侧单元(Road Side Unit )
2 IMT-2020(5G)推进组C -V 2X 白皮书 1. C-V2X 内涵 车用无线通信技术（V e h i c l e t o Everything, V2X）是将车辆与一切事物相连 接的新一代信息通信技术，其中V代表车辆， X代表任何与车交互信息的对象，当前X主要包含车、人、交通路侧基础设施和网络。V2X C-V2X 概述 交互的信息模式包括：车与车之间（Vehicle to Vehicle,V2V）、车与路之间（Vehicle to Infrastructure,V2I）、车与人之间（Vehicle to Pedestrian, V2P）、车与网络之间（Vehicle to Network, V2N）的交互，如图1.1所示。 图1.1 车用无线通信技术 V 2V 是指通过车载终端进行车辆间的通 信。车载终端可以实时获取周围车辆的车速、 位置、行车情况等信息，车辆间也可以构成一 个互动的平台，实时交换文字、图片和视频等 信息。V2V通信主要应用于避免或减少交通事 故、车辆监督管理等。V2I是指车载设备与路侧 基础设施（如红绿灯、交通摄像头、路侧单元 等）进行通信，路侧基础设施也可以获取附近 区域车辆的信息并发布各种实时信息。V2I通 信主要应用于实时信息服务、车辆监控管理、不停车收费等。V2P是指弱势交通群体（包括行人、骑行者等）使用用户设备（如手机、笔记本电脑等）与车载设备进行通信。V2P通信主要应用于避免或减少交通事故、信息服务等。V2N是指车载设备通过接入网/核心网与云平台连接，
1在科学技术进步和市场巨大需求的背景下，汽车已经不再是简单的代步工具，而是集安全、环保、舒适、娱乐、办公及服务于一体的电子信息化汽车。汽车功能开始向多样化、集成化趋势发展，这就进一步提高了对车内信息传输和通讯的要求。车载无线通讯技术是将汽车技术、电子技术、计算机技术、无线通讯技术紧密结合，整合各种不同的应用系统而产生的一种新型技术，主要实现汽车状况实时检测、车内无线移动办公、GPS全球定位、汽车行驶导航、车辆指挥调度、环境数据采集、车内娱乐等功能。 随着汽车各种功能集成化、多样化的发展，对于车内信息传输、通讯网络的要求也逐渐提高。而通过传统的物理连接，显然无法实现车辆所有部件的入网。因此，车载无线通讯技术便成了行之有效的解决方案。 2车载无线通讯技术的发展前景 车载无线通讯技术并不会像电子产品那样立即采用最先进的技术，可能会滞后3~5年时间。其原因除成本高之外，还有可靠性车载无线通讯系统一般要能使用10年以上不需维护，因此，在应用前必须先证明其可靠性；工作环境——汽车上恶劣的工作环境对电子系统提出了比办公计算机更高的需求；产品开发周期——汽车的开发时间通常为3~5年，这一周期也会延缓新技术的应用。 车载无线通讯的发展同时离不开交通设施、交通信息广播等的建设与完善，所以需要政府加大对交通设施、汽车计算平台以及相应电子设备的投资，并尽快实现从实验室走向实际应用市场。 目前车载无线通讯技术的实际应用还停留在较为基础的领域。但随着汽车消费者对于车辆安全性、舒适性、可办公等方面的不断追求，车载无线通讯技术的应用将更为广泛深入。 利用DSRC技术？？？避免汽车之间的相撞事故是一项尖端的技术研究目标。业内认为，DSRC技术设施网络的建设是一个相当漫长的过程，这为中国半导体行业开发具备WiMAX、DSRC、GPS甚至蜂窝电话通信功能的统一无线网关，促进ITS发展提供重要机会。可以预见的是，未来的汽车将成为一个随时随地由无线网络连接的移动通讯平台。 车载无线通信技术的曙光已然在前，鉴于其为驾车者和乘客所带来的美好前景，没有一家半导体企业不希望尽早做好服务客户与市场的准备。车载无线通信虽然有很多选择，但汽车无线技术还没有形成真正的市场和标准，而且实施起来也需要相当长的一段时间。飞思卡尔半导体汽车电子工程经理康晓敦：“除了短距离无线遥控通讯外，目前大多数还只是应用
基于轨道交通车载无线监控系统解决方案1：系统概述 铁路轨道交通（火车、高铁，轻轨）由于其污染小、运量大，对于缓解人口密集型大铁路的交通压力起着不可替代的作用。但是，铁路轨道交通系统作为流动的、人员高度集中的公共场所，尤其是高峰时期，大量拥挤人群的环境，与及列车油箱的管理存在诸多的不安全因素，使犯罪分子有可乘之机，要提高列车管理质量和安全程度，仅仅依靠人力是不够的，在列车内外部推行机车视频监控系统，将能极大的解决上述矛盾。通过此系统能够实现多角度的实时记录列车运营过程中的音视频资料。能对乘客的容貌，物品进行记录，保证了发生刑式案件之后追查和划分责任提供强有力的证据。因而设置铁路轨道交通的安全视频监控系统十分必要，现我公司根据成都铁路局提供的一系列安全防范隐患，作出的以下机车视频监控方案系统，由于此方案已经在成都铁路局运行一年多的时间，充分见证了产品的稳定性与方案的可行性，并且得到了上级领导的认可与高度重视，对于安全，富士隆责无旁贷，在后续，我们会努力创新，根据用户需求研发出更专业，高智能化的机车视频监控产品，做一个专业立足于铁路，服务于铁路一体化的专业公司。 2：系统结构 城市轨道交通列车视频监控系统主要由两部分组成：车内监控和传输、控制中心监控两个部分。第一部分实现司机室对每节车厢的实时视频集中监控，以利于司机对车厢内出现的突发情况迅速做出反应；第二部分由城市轨道交通控制中心和邻近车站所组成，通过无线视频传输技术实现对运行中的列车车厢内的实时监控，使控制中心能够在第一时间内了解现场情况，并迅速做出总体指令和解决措施。 由于列车是由几节车厢连接而成，车厢之间的视频信号传输可通过跨接电缆连接器(一般采用航空插头)实现。系统先将各节车厢前端设备(摄像机)所获取的视频数据实时地传输至列车司机室，通过监视器显示并存储在存储介质中，实现司机室对每节车厢的实时视频集
国内铁路机车车载无线通信技术 供稿人：路炜供稿时间：2006-7-5 关键字：无线通信铁路机车车载电台 根据铁路技术发展“安全装备系统化，建设技术现代化”的要求，铁路通信应向综合化通信技术、铁路信号应向通信信号一体化的方向发展。目前铁路上使用的机车车载无线通信设备主要有二种：450MHz列调机车电台及800MHz 列尾和列车安全预警机车电台。450MHz列调机车电台具备列车调度、TDCS数据传输功能，并为列尾检测提供接口与通道。现行铁路列车尾部风压报警大多共用无线列调450MHz电台进行数据传输，存在同频干扰及与无线列调相互干扰问题；并且在弱场强覆盖区无法保证列车首尾间的正常数据传输，从而使得目前的列车尾部风压报警装置在复线和传播条件不好的区段使用效果不理想。 为此，近年来国内多家单位研制了800MHz列尾和列车安全预警系统。该系统从原无线列调通信系统中分离出来，避免对现有无线列车调度系统的干扰，以保障行车安全。使用专用的800 MHz信道后，系统可以实现列车车次、速度、位置和状况等运行信息的传送，形成综合系统。800 MHz列尾和列车安全预警系统设备包括车载电台、列尾设备、道口安全预警设备、袖珍与便携式列车接近预警器及TAX箱适配板等。广东三茂铁路股份有限公司、北京首科中系希电信息技术有限公司等单位相继开发了800 MHz列尾和列车安全预警系统并通过技术鉴定[1][2]。 北京世纪东方国铁电讯科技有限公司申请的中国专利CN200310101791.9“用于机车无线数字综合预警系统的数字通讯设备及方法”通过采用800MHz数字车载综合电台（其接收频率为821.2375MHz，发送频率866.2375MHz），解决了出现同频干扰和与无线列调相互串扰的问题，且由于800M无线传输的穿透力强，消除了弱场强区域的信号覆盖问题，使列车首尾之间能够最大限度地实现正常的数据传输，该发明的数字通讯设备可按照广播的方式发送各种预警信息和报警信息，从而避免列车行车事故，并减少人员的伤亡事故[3]。 上海新干通通信设备有限公司申请的中国专利CN200510078271.X“机车无线通信系统”包括列尾主机，至少一个操作显示终端和与其相连接的主机，所述主机包括主控模块和天线馈线模块，以及与主控模块和天线馈线模块连接的800MHz列尾和列车安全预警车载电台、GSM-R话音模块、GSM-R数据模块、450MHz机车电台、450MHz调度命令模块、GPS 模块、所述主机还连接有电源模块。因此，该发明机车无线通信系统同时满足了450MHz模拟通道的通信、800MHz 通道上列尾和列车安全预警以及GMS-R 网络下的语音和数据通信[4]。 然而，在实际应用中，上述800MHz列尾和列车安全预警机车电台虽然对铁路安全生产具有重大意义，但由于与现有设备不兼容、管理维护所需投入大，因此推广有一定难度。近年来国内一些研究试图通过拓宽450MHz列调机车电台功能解决其信号传输中的同频干扰问题，作为一种经济有效的解决途径。 2002年柳州铁路局宋多轮等人的研究表明，南昆线形成列尾装置传输盲区的主要原因是列尾传输信道400MHz频率受地形地貌的影响。在机车和现使用的列尾装置上加装感应电台，组成400kHz+400MHz列尾信道，以400kHz频率为主，和原来无线列调频率兼容，保证了列尾装置在任何地区都能及时、准确、可靠的工作。该装置信道与原列尾信道兼容，实际起到双信道热备份互保作用，同时在平原枢纽和山区隧道两个信道互补，传输稳定可靠[5]。 2002年西安铁路分局机务分处张文杰等人在XTF400感应式列尾装置是在中铁列尾主机基础上采用以400kHz感应通信为主、400MHz为辅的尾部信道传输功能列尾装置，既保证了接触网导线强干扰地区站内和平原地区的接收，又保证了区间信号弱场区信息的传输，可以满足山区电气化铁路的要求。由于列尾装置是受“一对一”的机车电台控制，采用专一列尾传输信道后，可以解决干扰无线列调的问题[6]。 2006年郑州铁路局王赤阳提出了全功能450MHz机车电台的构想，使其兼具目前450MHz和800MHz机车电台的功能，包括：1个电源模块、1个控制电路单元、1个合成天线单元、电台一及电台二。电台一和电台二是2个经过改造的普通模拟450MHz电台，每个电台具有双收-发功能，可以工作在双工状况下，具备通用列调机车电台、列尾风压测
4G无线车载视频监控解决方案 一.行业背景 随着全国4G无线网络建设的开展以及数字视频压缩技术的发展，利用无线网络上传输音视频数据成为一种非常便利的行业应用，宁波东方瑞华自主研发了"车载4G视频监控系统" ，该系统整合了TD-LTE/FDD-LTE，产品符合汽车车载产品的标准的数字化、智能化、网络化的无线视频监控系统。 二、客户需求： 1. 对流动车体内、车体周边进行可控制的视频监控并利用T TD-LTE/FDD-LTE公网传输音视频数据. 2. 远程报警； 3. 远程遥取图像； 4. 本地储存功能. 5. 双向语音对讲. 6. GPS定位
三、4G无线图像传输系统特性 1. 多种数据兼容的实用性 指挥中心可以远程获取受控车辆上摄像机的实时图像或存储器中的图像数据，指挥中心获取终端图像有三种方式，一是由指挥中心发指令主动调用图像；二是终端实时回传图像，中心连续显示。位置、状态等其它信息与图像信息同时回传。 2. 快速反应的综合性 系统指挥中心平台能够显示：多个车辆点的位置，建立多层次综合数据库，当车辆发生报警时，依据各种数据做出科学快速决策，在最短的时间内赶到现场，制止犯罪或堵截犯罪分子，并保证上下级的互动指挥能力。 3. 多方位的通信兼容性 系统兼容各种类型的移动通信网络接口，以TD-LTE/FDD-LTE移动通信网络为主,灵活构建移动网络信息传输平台；系统能够基于互联网络（Internet与Intranet）实现远程广域的定位、视频、报警和指挥等信息的发布与访问。 四、4G无线视频传输系统解决方案技术优势
1. 系统将通信指挥、电子地图、视频图像传输、计算机网络、监控管理等功能组成实现对陆、海、空三维广域空间的流动体的实时、连续监控、指挥与管理。 2. 系统采用先进的视频图像数字压缩技术，解决无线移动通信信道的视频图像高速传输。 3. 优化的系统集成的管理软件，实现并提高相关领域应用的辅助决策与指挥功能，提高处理突发事件的快速反应能力。 五、4G无线视频传输系统实际应用分析 1. 在车体内安装4台摄像机和1卡无线视频监控终端，摄像机的模拟视频信号经终端压缩编码为数字信号经TD-LTE/FDD-LTE网络实时传至中心平台; 2. 指挥管理中心人员通过Internet登录系统平台实时监视各监控点实时现场情况 六、终端产品构成 1. 单卡TD-LTE/FDD-LTE无线网络视频服务器：1-25帧/秒可调，图像大小352×288，具备自适应网络带宽调节功能。
车载通信系统——物联网和下一代ITS中的关键技术 摘要：交通由人、车、路三者所组成，车载通信通过ITS技术、传感器网络技术手段，将物联网与道路交通有机地结合，实现人车路三者的互联互通。开展对车载通信系统的研究和开发，是ITS领域研究的前沿热点，是物联网和下一代ITS中的关键技术，将促进ITS的发展，对改善交通和提高行车安全、实现节能减排、带动产业发展都有着重大的推动作用。 关键词：ITS 车载通信无线通信网络物联网 1.前言 智能交通以交通需求为导向，以信息技术为手段，通过全面提升交通安全、效率和服务品质为目的，充分利用交通的、空间的、时间的和移动的资源，形成人车路协同发展的新交通系统。 在“九五”、“十五”、“十一五”国家科技攻关计划关于智能交通项目实施基础上，在城市道路交通方面，北京实施了‘科技奥运’智能交通应用试点示范工程，广州、中山、深圳、上海、天津、重庆、济南、青岛、杭州等作为智能交通系统示范城市也各自进行了有益的尝试；在高速公路方面，我国内地大多数省区实现了省区内不同范围的收费系统联网。同时，一批涉及城市和城间道路交通管理的智能交通关键技术及共性技术研究以及车载信息装置、交通信息采集设备、车辆安全辅助驾驶、专用短程通讯设备以及RFID技术等都进行了不同程度的开发和应用。 尽管我国的ITS研发和应用取得了很大的进展，但是目前仍有不少改进的空间。例如，大部分系统都是单一的系统，在实际运行中总是各自为政，彼此缺乏沟通意识和协作机制，造成了大量功能和数据被闲置，导致了ITS的智能化程度无法进一步深入。另外，交通系统作为一个由人、车、路三者共同组成的大系统，三者之间的沟通发挥着越来越重要的作用。随着信息技术尤其是无线通信技术的发展，如何利用信息技术和ITS的研究成果，形成以人为本、车路互通的交通传感网络，进一步改善城市交通的管理和服务水平是目前一个迫切需要研究的问题。 在如何进一步发展ITS应用的问题上，世界各国不约而同的将注意力集中在车载通信系统上。所谓车载通信系统，是在智能交通系统、传感器网络技术发展基础上，在车辆上应用先进的无线通信技术，实现交通高度信息化、智能化的手段。通过发展车载通信系统，可以有效的填补交通系统中车辆缺乏沟通能力的空白，从而实现车辆对道路环境的感知，以及行人和控制中心对车辆运行状态的感知，这个发展方向与目前炙手可热的物联网概念不谋而合，正是物联网与道路交通结合的具体表现。开展车载通信系统的研究和开发，是当前ITS 领域研究的前沿热点，将促进下一代ITS的发展，对改善交通和提高行车安全、实现节能减排、带动产业发展都有着重大的推动作用。 2.国内外研究现状 近几年来，欧美、日本等发达国家陆续将大量人力物力投入到车载通信和下一代ITS
无线通信技术应用于移动设备中的研究 本文研究了用GSM/GPRS模块作为移动电话网接口和ZigBee网络作为短距离网络接口的可能性和性能，并展望了中国无线通信技术的应用前景。 标签：正交切换ZigBee GSM 车载网络车间通信性能 目前，在无线局域网（WLAN）与第三的网络（3G）的切换上我们需要对正交切换的研究的当做一部分重要工作来做。最近我们的重点工作是讨论包括了基于IPv4和IPv6协议的不同网络接口的下一代网络（NGN）中的正交切换。 移动通信网络中的频率复用必然带来频率切换问题，切换成功率是网络服务质量的重要考核指标。这种正交切换主要可以分成软切换和硬切换两种。软切换就是在切换时先连接新的基站，在断开原先的基站。硬切换是先断开后连接。 在GPRS和ZigBee网络切换算法中，根据情况，我们可以配置硬切换或者是软切换。该切换算法只基于接收信号强度（RSS）。 1 评估实验 从图一中我们可以看出，正常情况下，汽车或移动台在GPRS网络接口的协助下，通过TCP/IP协议连接数据服务器。因为移动基站比较多，这样就不会使GPRS设备发生连接不到数据源的情况。 从图二中我们可以看出：在IEEE802.15.4ZigBee网络中，当汽车驶进新的有无线网的基站范围内时，可通过切换算法进行切换。 因为ZigBee网络的覆盖面积不大，因此通过汽车的运动状况，就能够得到精确的本地信息。当汽车驶出ZigBee网络覆盖的范围后，要连接GPRS网络，如图三所示。 在进行评估实验时，汽车需要携带ZigBee和GPRS两个模块，这样能够更好地保障汽车与服务器和基站相连。在GSM模块中，运用的是Wavecom公司的GSM器件，ZigBee通信选用DigiXbee Pro2，从模块手册中我们得出，这一模块的数据速率超过了250kbps，串口数据速率在1200bps～250kbps之间。 2 实验的结果 在实验过程中，我们将GPRS和ZigBee模块连接于笔记本上。我们分别于不同的时间点评价系统性能，由于GPRS是GSM网络的次要服务，测试的差异性决定着实验结果的不同。 图四向我们展示的是GPRS和ZigBee网络中用的TCP协议连接时的包往返延时。移动设备的连接顺序遵循的是从GPRS网络连接到ZigBee网络，最后再返回到GPRS网络。此图显示的是，在GPRS网络中平均包往返时延约为2.3s，在ZigBee网络中，平均往返时延约为66ms。 图五显示了在用的UDP协议的不同结果。在GPRS网络中，包往返时延约为1～2.5s，出现这种结果是因为UDP协议从本质上讲就是一种不可靠的服务。在ZigBee网络中的结果与用TCP连接差不多，约为60ms。Fig.12向我们展示的是一天内与UDP协议连接的测试结果。从图中可以看出，在GPRS网络中，因为UDP服务的不可靠性，致使其时延达8s。 在硬切换的情况下，移动台需要花一些时间来连接。表一向我们展示的是TCP或者是UDP连接时的网络连接时间。我们从中能得出，TCP连接的网络连接时间为8.2s和UDP连接的网络连接时间为7.6s。 3 应用展望
收稿日期:20131204 作者简介:孙寰宇(1975 ),男,工程师,2006年毕业于武汉大学,工学硕士,E-mail:sunhuanyu@https://www.doczj.com/doc/8f9795732.html,三 第58卷 第8期2014年8月 铁道标准设计 RAILWAY STANDARD DESIGN Vol.58 No.8Aug.2014 文章编号:10042954(2014)08015904 基于LTE 技术的车地无线通信组网方案研究 孙寰宇1,顾向锋2 (1.郑州市轨道交通有限公司,郑州 450002; 2.中国通信建设集团设计院有限公司第四分公司,郑州 450002) 摘 要:基于轨道交通车地无线通信技术应用现状分析,结合轨道交通现场条件和乘客信息系统对车地无线通信的需求,提出适用于轨道交通的TD-LTE 技术组网方案,并进一步在郑州市轨道交通1号线一期工程实验验证三该方案能够解决现有地铁行业车地通信的瓶颈,能够达到净化隧道区间二减少隧道设备二降低维护工作量的目的,有利于其他系统接入三 关键词:轨道交通;TD-LTE ;乘客信息系统;车地无线通信;无线局域网 中图分类号:U239.5;U285.2 文献标识码:A DOl:10.13238/j.issn.1004-2954.2014.08.039 Research on Networking Plan for Train-Ground Wireless Communication System Based on LTE Technology SUN Huan-yu 1,GU Xiang-feng 2 (1.Zhengzhou Metro Co.,Ltd.,Zhengzhou 450002,China;2.The 4th Branch,China International Telecommunication Construction Group Design Institute Co.,Ltd.,Zhengzhou 450002,China) Abstract :Based on analysis of present application status of train-ground wireless communication technology in rail transit,considering the field condition of rail transit,and in combination with the wireless communication requirement of passenger information system,this paper proposed the networking plan suitable for rail transit based on TD-LTE technology.And then the experimental validation of this networking plan was carried out with the first-phase project of Zhengzhou urban rail transit Line 1.Finally this paper come to the conclusion that this networking plan can solve the bottleneck problem of train-ground communication of rail transit at present,can achieve the goals of purifying the tunnels,reducing tunnel equipment and decreasing maintenance work,and can be good for the access of other systems.Key words :rail transit;TD-LTE;passenger information system;train-ground wireless communication; wireless local area network 随着城市轨道交通系统的不断发展,其安全性二 舒适性和高效性得到社会的普遍关注三车地无线通信系统担负着轨道交通运行中车厢内与外界信息交互的 桥梁 作用三除了承载传统的语音业务,还需要承载 乘客出行信息二视频监视信息二宽带集群二多媒体广告信息二电视信息以及CBTC 等业务,在提高地铁运营效率二公共安全管理以及改善乘客出行体验方面都起着重要的作用三 目前国内建设的城市轨道交通车地无线通信系统 采用的技术基本为802.11系列无线局域网技术(WLAN)[1],WLAN 作为一种宽带无线接入网技术,其网络化二宽带化等特点具有相当的优势三但目前采用 的WLAN 技术方案具有很大的局限性:WLAN 网络在固定情况下能提供高达54Mbps 的数据带宽,但在支持步速移动情况下提供11~13Mbps 的数据带宽,仅能实现标清信号的传输,暂不能满足高清的要求[2];WLAN 天线覆盖范围较小,轨旁AP 在直线隧道一般每间隔200m 布设1个,系统越区切换频繁,导致系统易丢包,造成视频画面停滞或马赛克系统工作[3];WLAN 工作在2.4G 频段,干扰源多,对运营安全要求较高的无线传输系统会导致系统传输中断,进而影响