LTE技术在城市轨道交通信号系统中的应用

LTE技术在地铁车地无线通信网络中的应用研究一、LTE技术简介LTE（Long Term Evolution）是一种高速数据传输技术，也是4G无线通信技术的一种。

LTE技术具有高速传输、低时延、高容量等优点，能够满足大规模数据传输和实时通信的需求。

与之前的2G和3G技术相比，LTE技术有着更高的带宽和更可靠的服务质量，适用于各种复杂的通信环境。

1. 提高通信速率地铁车地无线通信网络对于乘客的手机信号和网络接入速率有着很高的要求。

LTE技术可以提供更高的无线接入速率，满足乘客对于网络速度的需求。

2. 改善网络覆盖地铁隧道和站台等地形环境复杂，对网络的覆盖能力有着较高的要求。

LTE技术能够通过多天线技术和隧道分布系统等手段，改善地铁车地无线通信网络的覆盖能力，提高信号的稳定性和覆盖范围。

3. 提高通信质量LTE技术具有更好的抗干扰能力，可以提高地铁车地无线通信网络的通信质量，减少通话中断和数据传输错误的情况，提高用户体验。

4. 支持多种业务LTE技术支持语音通话、视频通话、实时数据传输等多种业务，能够满足乘客不同的通信需求，为地铁车地无线通信网络提供更多样化的服务。

5. 降低成本LTE技术的基站设备成本较低，能够降低地铁车地无线通信网络的建设和运营成本，为地铁运营商带来更好的经济效益。

三、LTE技术在地铁车地无线通信网络中的发展前景和优势1. 具有较高的发展前景随着人们对通信速率和覆盖范围的要求不断提高，LTE技术将会在地铁车地无线通信网络中得到更广泛的应用。

随着LTE技术的不断升级和完善，地铁车地无线通信网络的服务质量将会得到更大的提升。

2. 具有较强的竞争优势LTE技术相比之前的2G和3G技术，具有更高的带宽和更可靠的服务质量，能够满足日益增长的通信需求。

在地铁车地无线通信网络中，LTE技术将会成为主流技术，具有较强的竞争优势。

3. 推动地铁智能化发展LTE技术能够支持更多种类的业务，满足乘客的通信需求，同时也为地铁智能化发展提供了更多的可能。

LTE 技术在城市轨道交通信号系统中的应用探析摘要：LTE技术是在3G网络技术的延伸下产生的新技术，其介于3G与4G 之间。

是3G与4G之间的过渡技术。

将LTE技术应用于城市的轨道交通信号系统中能够充分发挥出该技术高频率、低延时的优点。

本文以宁波交通轨道5号线建立专用无线系统为例，详细分析LTE技术在城市轨道交通信号系统中的应用。

关键词：LTE技术城市轨道信号系统引言：城市轨道交通系统是由地面信号设备和车载信号设备共同构成的系统，地面信号为列车提供移动指令，车载信号设备根据指令指示列车运行。

本文列举了为宁波市轨道交通5号线建设车地宽带集群无线网络，提供高宽带迅捷的车地无线传输，本项目无线网络使用1.8G频段，无线网络将覆盖整个5号线以及停车场，使五号线的运营更好的有保障。

一丶LTE技术的系统功能（一）承载CBTC列车运行控制功能第一，双向数据通信。

作为CBTC的基础，LTE无线子系统对于CBTC系统而言是透明的，其提供了系统内各单位之间通信的承载平台，而且LTE 无限子系统能够满足对于数据传输延迟和丢包等问题，其最大延时不会超过150ms，丢包率小于1%。

LTE无限子系统采用了先进的技术来保证数据安全快速的传输，其网络部署和网络架构都是根据列车的安全营准则进行设置的，规避单点故障和多点故障对于列车安全运行的影响。

第二，信息传输的可靠性。

根据LTC无限子系统对于信号传输的高要求，整个LTE网络均采用冗余并行的设计思想，使双网外能够实现并行工作，让系统整体坚实可靠。

LTE网络由2个不同的且完全独立的网络构架组成，其所有部件完全独立，在进行CBTC控制信息传播时，2网同时传播，时信息传播的可靠性得到保障1。

其功能多样，还具有网络安全，网络管理与维护以及QOS保障等。

（二）无线集群调度功能HTE综合承载系统具有与多种用户之间的通话功能，如控制中心行车调度员与列车司机、控制中心总调度员与在线列车司机、车站值班员与在线列车等多达十多种不同用户之间的通话，且控制中心的调度员可以强心进行插播。

LTE技术在城市轨道交通车地通信中的应用摘要：LTE技术作为一项车地通信应用技术,顾名思义就是促进两端交流的一项技术,在城市轨道交通工程车地通信运行中,由于交通线的延伸,直接影响到了通信效果。

然而LTE技术的应用,则可以有效避免这一问题,保证通信效果的同时,由于有着大容量以及大覆盖面积等优势,能够有效缩减维护成本。

因此,LTE技术在城市轨道交通车地通信中的应用具有着十分重要的现实意义。

鉴于此,在城市轨道交通车地通信中,需积极探索LTE技术优势与不足,并在实践应用中,不断进行优化,由此促进LTE技术应用价值的提升。

关键词：LTE技术；轨道交通；车地通信；应用一、LTE技术概念分析LTE的设计初衷主要着眼于满足高带宽的要求。

在20MHz频谱带宽下能够提供下行100 Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率。

LTE基于MIMO、OFDM、HARQ 等先进技术,显著提高了频谱效率、传输速率和抗干扰能力。

TD-LTE是时分复用(TDD)的LTE技术,它是一种专门为移动宽带应用而设计的无线通信标准,是中国拥有核心自主知识产权的第四代移动通信技术(4G)国际通信技术标准。

TD-LTE为减少控制平面和用户平面的时延,采用扁平化的网络结构,能够提供优先级调度和高速移动性支持,并通过抗干扰技术(如小区间干扰协调(ICIC)技术、干扰抑制合并(IRC)技术等)和安全机制(如用于空口加密的国产祖冲之算法等)保证无线数据传输的安全性和可靠性。

LTE技术为3GPP组织制定的UMTS技术标准的长期演进技术,在后续发展中,LTE技术引入了OFMD和MIMO等关键技术,使得在实际应用中其带宽频谱都得到了显著的提升。

其理论传输最大速率为201Mbps,考虑到实际运行中的传输速率有衰减,以及组网架构中终端的硬件传输能力有限制状况,实际运行中LTE技术上行峰值速率可达到50Mbps,下行速率为100Mbps。

另外分析LTE技术属于移动通信技术,实际应用中具备频谱效率高、数据传输速率快的优势,其中主要支持的带宽分配为1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz等。

LTE技术在城市轨道交通信号系统中的应用分析作者：郭闪闪来源：《科学与财富》2019年第07期摘要：在城市建设和发展中，城市轨道交通信号系统是最重要的组成部分，不仅有利于促使列车正常运行，而且有效推动了轨道交通的全面发展，对城市的进步具有一定的促进作用。

为此，本文主要论述了LTE技术的特点，并重点对其在城市轨道交通信号系统中的应用进行了分析，以便从根本上提升信号系统的有效性。

关键词： LTE技术;城市轨道交通信号系统;具体应用引言：随着时代的进步，科学技术的发展，LTE技术也不断成熟和完善，它是介于3G和4G之间的过度技术，其应用范围越来越广泛，现阶段已经逐渐应用到城市轨道交通中，逐渐成为强化信号系统的技术基础。

LTE技术的融入，大大提升了交通信号系统的性能，并促使列车运行逐渐朝着自动化方向发展。

一、LTE技术的特点在城市轨道交通信号系统中，LTE技术之所以发挥着至关重要的作用，主要是因为它具有独特的优势。

首先，该技术具有较强的抗干扰功能，将其应用到城市轨道交通信号系统中，可以在一定程度上减少外部环境的干扰，提高小区吞吐率，保证系统正常运行。

一般来说，其干扰主要是指相同频率的干扰，而LTE技术的频段资源是十分有限的，这就促使其需要一定的高宽带，在这种情况下，有效减少了同频段信号干扰。

其次，LTE技术还具有可维护性，主要是因为其构架为扁平化，组成无线网的元件也是比较少的，这就在一定程度上降低了维护难度，大大提高维护的有效性。

再次，LTE技术还具有传输带高的优势，不仅支持非成频段上部署，而且在成对频段上的部署也给予一定的支持，而且其上下行速率都是比较快的。

通常情况下，其下行速率在45Mb/s左右，其下行率在17Mb/s左右，因此LTE具有较好的传输带宽。

最后，该技术接通成功率和切换成功率都是比较高的，有利于满足现阶段城市轨道交通信号系统的需求。

二、LTE技术在城市轨道交通信号系统中的应用分析（一）LTE技术在城市轨道交通信号系统中的使用专用频率LTE技术专用频率与其抗干扰能力是息息相关的，因此将该技术应用到城市轨道交通信号系统中，必须要充分发挥专用频率的功能，通过使用专用频率，可以进一步提升信号系统抗干扰能力，提升运行的有效性。

LTE技术在城市轨道交通信号系统中的应用分析摘要：随着经济的发展，科技再创新高。

在城市发展中发挥着重要的作用。

其中，城市轨道交通发展在科技信息技术支持下，逐渐成为了一个城市走向发达的重要标志。

下文中所介绍的城市轨道交通信号系统，是科技发展的产物，是城市轨道交通系统中的重中之重。

关键词：LTE技术；城市轨道交通；信号系统引言LTE技术是建立在3G网络技术的基础上创新发展演变而来，也被大多数人认为是4G技术，但是LTE技术实际上属于3.9G的范围。

LTE技术是实现列车运行自动化的基础，在城市轨道交通信号系统中，主要是由地面相应的信号设备对行驶的列车进行移动的命令授权行为，列车通过车载的信号接收设备来实现对命令的执行操作，在这一过程中，交通信号的传输过程一般需要依靠LTE技术来实现。

1我国城市轨道交通信号系统无线通信的现状1.1容易受到其他同频段设备的干扰从我国城市轨道交通信号系统的应用现状来看，大多采用的是基于通信的列车自动控制系统（CBTC）。

CBTC系统主要由安全装置、对象控制装置和辅助列车检测设备等组成，利用这些装置与外部的网络系统连接，可以实现对列车的自动控制。

CBTC信号系统具有列车间隔短、轨道运输能力强等优势，但是在实际的应用中还存在一定的缺陷，其中最为明显的一类问题就是城市轨道交通信号系统非常容易受到其他同频设备的干扰，从而影响到正常的信号传输。

具体的原因主要是因为当前列车上免费开放的无线局域网络和信号系统采用的均是2.4GHz频段，这类开放频段会导致信号传输通道被外界其他同频段设备抢占的现象，系统内部的信号传输也会因此被阻断，严重时甚至会影响到列车的正常运营。

针对这种情况，想要进一步降低外界因素对轨道交通信号传输的影响，还需要额外采取应对措施，相关研究人员也就此展开了一系列的研究工作，致力于将不易被干扰的信号投入到城市交通的信号系统中。

1.2不支持高速移动通过对各个地区城市交通信号系统的研究发现，有大部分地区在对城市交通规划时都将列车的运行速度定位到120km/h，针对120km/h甚至更高的列车运行速度，会对城市交通信号系统的信号传输带来巨大的压力。

浅谈LTE技术在地铁信号系统中的应用作者：陈少华来源：《科学与技术》2018年第11期摘要：地铁通信信号系统的应用质量关系到地铁的正常、安全运营。

地铁因其速度快、运载量大、占地面积少等优点，被各大中城市所追捧。

截至目前，北上广深等一线城市都具有成熟的地铁通信系统。

本文主要通过LTE技术在地铁信号系统中应用进行分析，供同行借鉴参考。

关键词：地铁通信;信号系统;LTE 技术;应用一、LTE 技术在地铁信号系统中应用的必要性分析CBTC系统的车地通信方式大部分是应用WLAN 技术，也就是我们所说的免费开放的无线局域网络，这种技术保持着2. 4 GHz 频段应用效果，同时也存在一定的问题，即是容易受到相同频的设备干扰，需要布置较多的轨旁无线设备，因此，无法充分有效支持地铁高效的移动效果。

和WLAN 技术相比，LTE 技术在地铁信号系统中的应用更具优势，第一，在无线干扰信号方面，WLAN 技术主要采用了开放频段，受到外部干扰的情况较多。

而LTE技术能够申请到专用的频段，减少受到外部设备干扰的情况出现，并且LTE采用的ICIC技术手段还能够针对系统内部各项因素将进行有效的抗干扰;第二，可维护性层面。

WLAN技术实际能够覆盖到的地铁信号距离较短，通常需要按照 200m 的距离就设置无线设备，需要有大量的设备布置在轨道旁边，给后期维护工作造成了较大难度。

而LTE 技术的应用，只需要通过较少的网元数量，就能实现远距离的信号覆盖效果，设置轨旁设备的距离一般为1～1. 2km;第三，移动性方面。

WLAN 技术在较为低速的环境中应用情况较多，一旦地铁列车运行的速度不断加大，将会容易导致丢包率和切换失败率加大。

相应的LTE技术在这方面依然能具备较好的应用效果，这是因为其发挥了自动频率校正技术作用，促进列车信号在高速的移动下依然保持着稳定状态;第四，服务质量（QoS）方面。

WLAN技术采用的QoS算法竞争性较强，没有绝对的优先级用户。

LTE技术在地铁无线通信中的应用作者：武宁来源：《中国新通信》 2018年第21期【摘要】在这个突飞猛进发展的新社会中，无线通信在我们的生活中占据了重要的位置，LTE 更是新时代重要的通信标准，我们今天来谈一下LTE 和地铁无线通信中的作用，以下文章，仅供参考。

【关键词】 LTE 无线通信地铁引言：随着社会经济的快速发展，交通在我们日常出行中占据了重要的一部分，现在，大多数城市已经引进了地铁，逐渐健全的地铁网已经成为人们出行的主要方式，我国为更便捷的为乘客提供出行方式，引进了LTE 技术，将之运用于地铁无线通信中，LTE 具有快捷、高速，防干扰性强等特点，能更好地为乘客提供服务质量，LTE 技术已在地铁中大规模使用。

一、地铁无线通信的简述随着地铁的客运量的增加，地铁的安全性以及服务便民性得到社会各界的关注。

地铁无线通信系统正是地铁正常运行的基础，更是核心，地铁的管理，指挥以及便民服务都离不开地铁无线通信，地铁无线通信为乘客的安全出行提供了强有力的保障。

地铁无线通信系统在地铁出现突发异常和安全事故时能提供便捷的事故指挥，及时的解决突发事故。

地铁专用无线通信系统总的来说分为三个大部分，即专用、公安和民用系统。

其中，专用系统是最基础也是地铁正常运行最主要的系统，它为地铁安全运行提供基础的保障，是地铁维修调度和指挥通信的重要手段。

二、LTE 技术的简述LTE 是移动长期发展推送出来的产品，它具有高强度的抗干扰性，可以很好地支持文件的上传以及下载峰值速度可达50Mb-100Mb, 它可以充分利用通信通道的特点，提高信通信系统的性能，而且，LTE 网络的应用更加广泛，能够兼容当下通信系统解决不了的大数据传输问题，这对地铁技术的发展来说，具有远大深远的影响。

三、LTE 技术的需求及其优势1、车载PIS 系统。

LTE 技术可以为车载PIS 系统提供快速清晰的视频上传功能，而且，能同时监控车厢内乘客的实时动态，及时的传送动态图像，处理突发事件以及为治安系统提供强有力的保障，还能及时迅速的接受到信号系统发出的信号，及时的播报站点实时动态，为人们的出行提供更好的便利。

0 引言现代城市轨道交通的主要运行特点是行车密度高、站间距离短及行车间隔时间短。

信号系统是实现行车指挥、列车运行监控和管理所需技术措施及配套装备的集合体，控制中心和车载计算机之间数据传输的稳定和高效尤为重要。

由于行车间隔非常短，所以必须采用高度自动化的手段来保证列车安全准点运行，一般采用车地通信为基础的超速防护系统最为妥当，其中包括应用移动闭塞系统[1]。

基于通信的列车自动防护系统的车地通信宜采用无线通信方式，其无线场强覆盖可采用天线、漏缆和裂缝波导管等方式，车地通信系统应保证列车高速移动时的漫游切换，不应影响列车控制的连续性，且应采用冗余的场强覆盖[2]。

基于通信的列车控制系统（C B T C）可以实现双向信息传输和更高的传输速率及更多的信息量[1]。

随着我国城市轨道交通客流量的大幅攀升、网络化运营及装备自动化程度的不断提高，对CBTC信号系统的安全可靠性提出了更高的要求。

车地无线通信是信号系统数据传输子系统的重要组成部分，是确保CBTC信号系统识别列车信息，实现轨旁设备和车载设备连续双向、安全可靠进行数据交换及实现列车速度控制的重要技术手段。

目前，国内城市轨道交通CBTC信号系统的车地无线通信技术多采用基于IEEE802.11系列标准的无线局域网络（WLAN）技术，该技术采用的2.4G公共频段对公众开放，同时承载如个人热点、医疗、蓝牙等数据，并且随着无线智能城市的发展即将有更多的干扰源出现，存在影响行车安全的不可控因素，对城市轨道交通安全运营产生威胁[3]。

时分长期演进系统（TD-LTE）是第三代合作伙伴计划3GPP组织制定的以正交频分复用技术（OFDM）和多输入多输出技术（MIMO）为核心技术的新一代无线通用技术标准，其显著提高了频谱利用率和数据传输速率（在20M 带宽下，上/下行峰值速率分别为50 Mb/s和100 Mb/s），并支持多种频带配置（1.4M、3M、5M、15M、20M 等），其目标是为无线通信网络提供更高的传输速率和更稳定的传输质量[4]。

城市轨道交通信号系统中LTE技术的应用摘要：随着科学技术的发展，我国的经济发展已经进入了快车道，我国的城市建设也进入了新的阶段，一些新的技术已经引入到城市的建设之中，城市的基础设施建设变得越来越完备，我们需要更高水准的科学技术支持。

随着城市化建设的进程不断加深，我国的城市轨道交通也迈进了新台阶，我们需要更高的技术来促进我们的轨道交通建设，其中对轨道交通信号的建设也提出了更高的要求，通过引入LTE技术，通过系统的技术支持，能够充分发挥LET的技术价值。

本文通过论述LET技术的应用，给同仁们一些意见和帮助。

关键词：LET技术；城市轨道交通；信号系统引言：城市发展变得越来越快，为了缓解城市交通拥堵，城市的轨道建设的需求日益增加，而对轨道信号的规范和技术创新成为一个紧迫的课题，我们需要通过技术的完善来构建规范的城市轨道交通信号系统，为城市的良好发展和快捷交通贡献力量。

在轨道交通的行车信号中，我们需要对信号系统统一管理，实现全面的高效与自动化，并保证车载与地面信号的有效传输，保障车辆的正常运行。

因此，利用LTE技术，能够保证接收利用这些信号的准确性，保证整个交通系统的稳定与畅通，从而保证信号传输的准确无误。

一、轨道交通信号系统现状现阶段，我国城市交通信号的系统相对比较复杂，交通信号系统分为几类，都在各个城市中有所使用，主要包括：列车的自动监控子系统；列车自动运行子系统；基于通信业的自动控制系统；列车自动防护子系统和数据通信子系统等构成。

国内，在这些系统的开发利用都是利用无限局域网络技术，这种信号传输因技术的原因，还存在很多不足和局限性，需要我们进行技术革新，需要通过利用新的技术进行技术完善，以此来保障我们整个交通信号系统的稳定和流畅，当前利用的无线局域网络技术中存在一些我们必须要面对的问题，主要表现为以下几个方面：1、易被干扰由于免费开放的2.4GHz 频段的无线局域网络技术在遇到同频段设备的信号干扰时容易被抢占信号，阻断通信系统的信号传输。

城市轨道交通车地通信中LTE技术的应用车地无线通信系统是保证列车的控制与运行的主要系统，城市轨道交通车地通信系统的组成主要是CBTC、PIS、CCTV等等。

在当前情况下。

它们的运营主要是依靠公开局域网的技术。

根据调查显示，WLAN具有的交通运输效率高、稳定性高、控制化程度高、自动化程度高等都是符合城市轨道交通运输的特点之一，因此无线局域网技术对于城市交通轨道的发展有很重要的作用。

但是无线局域网并非具备所有的优势，同时也存在很多缺陷。

比如在开放路段的WLAN，与处在相同路段的民用WIFI设备相撞，对彼此的信号都造成干扰。

这就会导致在这个路段的城市交通轨道会失去信号，无法通信。

WLAN技术在高速运转的城市交通轨道上使用没有优势可言。

根据调查显示，某些城市地铁就因为车地无线通信受到干扰而造成的多起以外事故，对社会大众带来了很多不好的影响。

同时WLAN的覆盖范围有限，对于节约成本方面来说，WLAN技术很难做到。

1LIT技术通信LIT技术主要是采用正交频反复用、多输入多输出、自适应调制编码、混合反馈重发技术的融合，依靠这些优势LIT技术达到了具有极强的稳定性、可靠性、覆盖面积广等目的。

实际上LIT技术最初的设计初衷是满足移动宽带的要求，在LIT技术实现了MIMO、OFDMS 等等技术以后，已经具备了极强的传输能力和抗干扰能力。

因此，LIT 技术具有极强大的优势[1]。

TD-LTE技术是TDD的LIT技术，是一种专门为移动宽带设计的通信标准，同时也是中国自主独立设计的4G移动通信标准。

TD-LTE技术采用了扁平化的网络结构来减少延时的可能性，能够提供高效的移动支持，具有极强的抗干扰能力，同时具备极强的安全性，保证了数据传输的安全性。

目前我国在TD-LTE技术方面进行大量研发的厂家有华为、中兴等等。

随着TD-LTE技术逐渐商用化多年，已经为移动通信业务方提供了非常优质的服务。

与WLAN 技术相比较，TD-LTE技术具备以下的优势：①具备极强的抗干扰能力。