大唐移动TD-LTE车地通信解决方案助力轨道交通进入4G时代

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当前，结合我国城市人口密集、城镇化发展刚刚起步等实际国情，越来越多的城市已经开始建设或规划建设城市轨道交通路线。城市轨道交通已凭借其安全、快速、环保等特点，进入到空前繁荣的发展时期。

由于轨道交通一般建设在人口密集和流动性大的大中型城市，因此，公共安全和乘客体验是考量其运营情况的重要指标。大唐移动凭借在通信行业深厚的技术积累以及对通信应用的理解和实践，将LTE技术引入轨道交通行业，提出了TD-LTE轨道交通无线通信解决方案。充分发挥出LTE在高速移动状态下接入性能好、业务宽带高、安全性高等特性，引领轨道交通进入无线宽带通信的新时代。

一、TD-LTE为车地无线通信带来广阔发展空间

在我国，按照应用的方向，轨道交通车地通信一般包含信号系统和通信系统两个部分。具体组成方式如下图所示：

其中列车信号系统（CBTC）是列车运行的核心系统。其功能相对单一，主要提供高可靠、高精度列车自身定位，以及连续、高容量的车/地双向数据通信。该系统旨在方便运营调整和设备维护，降低系统全寿命周期内的运营成本，缩短列车编组，降低建设投资。列车信号系统（CBTC）是车地通信系统中对于安全性能要求最高的模块。

车地通信中的通信系统，又可以分为专用通信系统、乘客信息系统、公安通信系统和商用通信系统，通信方式及业务功能主要如下表：

当前，承载轨道交通车地通信业务的平台，多采用TETRA+WiFi网络来组建。其中，TETRA系统主要提供语音调度，WiFi网络负责列控承载和PIS等数据业务。然而，这种组网方式，因其技术的先天条件导致了诸多弊端的存在。

例如，WiFi所用的2.4GHz是非牌照频段，符合发射功率限制等技术要求的各类无线电通信设备及工业、科学和医疗等非无线通信设备均可使用。此外，采用WiFi的车地通信网络，极有可能由于临时个人AP的引入而导致网络干扰增加。这些对于安全为第一要务的轨道交通行业来说，毫无疑问是不可接受的。车地通信系统亟需一种适应于在高速移动状态下能保持良好通信、安全可靠的技术解决方案。

LTE技术的发展为改善目前车地通信系统的弊端提供了可能。基于TD-LTE技术的轨道交通车地无线通信，在移动性和带宽方面具有先天优势。20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbitps与上行50Mbitps的峰值速率，充分满足乘客通信的需求（包含播放视频的下发和监控视频的上传）；同时，在列车高速行驶中，还可满足50ms的切换时延，完全满足数据及视频传输的业务时延需求。

未来，LTE无线移动宽带车地通信系统不仅可以实现乘客信息车地无线通信，还可以承载专用无线集群车地通信和信号车地无线通信，建设类似高速铁路的GSM-R的综合车地无线传输平台——LTE无线宽带传输系统，实现平台的统一，避免重复建设，节省投资。

二、大唐移动轨道交通TD-LTE车地通信解决方案

在轨道交通行业，安全可靠的车地通信，不仅能够提供诸如车辆调度、车载视频监控、公共安全信息管理等业务，增加出行的安全性；还能够提供旅客信息、宽带接入等多功能服务，为旅客带来更好的出行体验。

大唐移动轨道交通TD-LTE车地通信解决方案，不但可作为列车调度的有效通信传输手段，保证调度中心对列车运行状态进行实时监控、获取列车运行中的旅客流量等实时信息；还可以凭借LTE技术宽带传输和低时延的特点，完成车厢、司机室实时的高清监控视频回传。与此同时，基于LTE技术的轨道交通无线通信解决方案还可以为乘客实时提供新闻、广告、电视节目等，增添出行趣味，提高出行感受。

1、方案特点

大唐移动车地通信解决方案基于TD-LTE网络。由于LTE网络采用eNodeB和EPC两层扁平的网络架构，因此能够满足低时延、低复杂度和低成本的要求，极大程度的顺应了移动互联网数据业务发展的需要。

同时，由于LTE网络可以很好地规避多普勒频移及切换带来的问题，因此基于LTE网络的车地无线通信可达到极高的切换成功率及接通成功率，从根本上提高覆盖质量及业务质量。另外，在20MHz带宽下，LTE的下行峰值速率大于100Mbps，上行峰值速率大于50Mbps，完全能够满足多媒体业务实时双向交互的需要。

2、特色业务

大唐移动TD-LTE车地通信解决方案能够实现低时延的移动语音集群通信，为列车调度及语音通信提供可靠保障。调度中心还可对列车运行状态进行实时监控、获取列车运行中的旅客流量等实时信息。

通过车厢和隧道的摄像头部署，该方案还可进行车厢、司机室和隧道的实时高清视频监控回传，实现相关部门与现场人员语音、视频、数据的双向可视化交互，辅助实现高效远程决策、实时调度和应急处置。

此外，基于LTE技术的轨道交通无线通信解决方案还可以为乘客实时提供新闻、广告、电视节目及紧急业务广播, 为旅客带来良好的出行体验。

进入21世纪，国民经济快速发展，中国城市轨道交通建设正在进入一个快速有序的发展阶段。根据《交通运输“十二五”发展规划》，“十二五”期间我国将加快综合交通运输枢纽的建设，以高速铁路、轨道交通等建设为契机，重点建设一批集多种运输方式于一体的综合客运枢纽。未来十年，中国轨道交通市场将建7395公里地铁线，总价值达3万8千亿元。2020年，中国将有33个城市配有177条地铁线。

如此大规模轨道交通建设将会为中国信息化未来发展提供重大机遇。大唐移动将不断探索轨道交通行业的市场需求，充分结合信息化领域的技术特性，打造具有应用价值和市场前景的产品和解决方案。