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城市軌道交通車地無線通信的應用論文

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一、城市軌道交通車地無線通信的應用要求

城市軌道交通車地無線通信的應用論文

以地鐵的無線通信需求爲依據,可具體分爲數據、語音、服務、控制、安全等類的資訊。城市軌道交通車地無線通信的應用要求可概括爲如下幾點:

(1)要求擁有大帶寬的傳輸能力,可順利完成各種語音以及視頻業務,更好地適應地鐵系統的帶寬需求,劃分各種等級的業務,體現出資訊傳輸的選擇性,即是主次分明。

(2)擁有高速移動性,目前我國的地鐵時速大約爲80km/h,要求車地無線通信可滿足在此時速之下的穩定傳輸需求,同時要求其具備足夠的發展餘地,可滿足日後地鐵時速高達120km/h的傳輸需求。具備一定的先進性,保證其核心技術在未來的30年之間不會被完全淘汰,系統標準化鮮明,滿足相關的國家標準,適應產業鏈的發展需求。

(3)具有高度的可實施性,適應高架、隧道、軌道交通地下等特殊場合的實施需求,預留後期工程系統擴容的餘地。

二、城市軌道交通車地無線通信應用的系統方案

1總體方案

該系統採用的是TD-LTE系設備,以4級架構的形式進行設定,分別是中心級、車站級、區間級、車輛級。其中,中心級擔任TD-LTE核心網設備角色,車站級是BBU設備,區間級是RRU設備,車輛級則是TAU設備。在區間覆蓋方面,該系統採用的是合路方式,即是區間覆蓋結合民用通信區間漏泄電纜,有助於擴大TD-LTE車地無線信號在隧道區間內的覆蓋率。

2控制中心方案

在控制中心設定一套網管設備以及TD-LTE核心網,以乘客資訊系統核心交換機連接,依靠專屬的通信傳輸系統所提供的以太網(ethernet)通道實現與各個車站的BBU相互連接。同時連接控制中心FAS、控制中心PIS的心互聯接口,車輛內的全部FAS資訊與檢測資訊均透過TD-LTE車地無線通信系統傳輸到控制中心核心網之上,隨後再透過PIS實現轉發,傳輸至車輛維修中心以及控制中心FAS。

3車站與隧道方案

車站乘客資訊系統跟數據交換機相互連接,同時在車站內設定一套BBU設備,以光纖爲連接載體,實現與區間RRU的相互連接。RRU的主要作用是接收車輛TAU資訊,隨後再經過車站BBU乘客資訊系統以及專用通信傳輸系統,將所接收的車輛TAU資訊傳輸到控制中心之上。將合路器設備設定在隧道之內,整合TD-LTE車地無線信號與各個電信運營商的無線信號,隨後饋入區間民用漏泄電纜之內,實現無線信號傳輸,以期覆蓋整個區間。

4車載與車輛段方案

將兩套TAU設備分別安裝在列車的兩端司機室,並且在車頂的位置加裝一套TAU天線設備,連接車輛控制總線、車載乘客資訊系統、車載視頻等。在此基礎下,車輛的全部資訊,包括檢測資訊、視頻畫面等均可實現上傳至控制終端,同時接收PIS的多媒體播放資訊。針對全部的車輛段均設定天饋系統、BBU、RRU,以期將整個地面場區進行覆蓋,包括運用檢修庫、出入段線等。

三、城市軌道交通車地無線通信的應用測試

(1)RRC建立成功率。進行信號業務網絡服務質量的測試,包括TAU與RRC的連接成功率,經測試,RRC建立成功率爲100%。

(2)ERAB建立成功率。對ERAB與TAU的建立成功率進行測試,經測試,ERAB建立成功率爲100%。

(3)切換成功率測試。計算總切換的'次數與成功的次數比值,>97%視爲正常,經測試,在列車運動的狀態下,切換成功率達到98%以上。

(4)單用戶上行吞吐率測試。經測試,單用戶上行吞吐率最小爲6.5Mbit/s,最大爲8.2Mbit/s,平均爲7.4Mbit/s。

(5)單用戶下行吞吐率測試。經測試,單用戶行吞吐率最小爲6.1Mbit/s,最大爲13Mbit/s,平均爲8.5Mbit/s。

(6)切換時延測試。所謂的切換時延,即是在進行切換操作的過程當中,移動臺切換至通信鏈路的所需時間,控制面的合理切換時延爲50ms,而用戶面則是控制面的兩倍左右。

四、結語

綜上所述,TD-LTE技術在城市軌道交通專網當中具有高度的應用價值,克服了地鐵的電磁環境,實現了大帶寬傳輸以及高速移動的重要目的,完成了多業務承載,有助於搭建可靠的地鐵車地無線通信傳輸平臺。當前,TD-LTE技術已經突破了支援集羣調度通信系統的技術難關,因此,TETRA被TD-LTE技術所取代是大勢所趨,有助於打破地鐵內部各個系統之間所存在的連接障礙,促進資源整合,以期全面提高我國城市軌道交通車地無線通信的應用水平。