LTE解决方案在地铁领域里的运用

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　　LTE作为第四代无线通信技术，在运营商网络中广泛运用，目前在中国就有5亿人都在享受着LTE技术带来的便利。随着技术的不断成熟及相关产业链的形成，LTE解决方案在其他行业运用也越来越广泛。今天就谈谈LTE解决方案在地铁领域里的运用。

　　谈到LTE技术在地铁中的运用，就必须首先介绍车地无线通信系统，为了认识车地无线通信，我们先来说说车地无线通信都需要承载哪些业务？

　　车地无线通信需要承载的业务包括CBTC、CCTV和PIS等。其中CBTC是列车自动控制系统的简称，用于控制列车的运行，利用CBTC既可以实现固定自动闭塞系统(CBTC-FAS)，也可以实现移动自动闭塞系统(CBTC-MAS)，还可进行列车定位、列车完整性检测等。该系统需要在车辆和地面之间进行低速数据业务的交付，传输带宽要求不高，但是要求传输通道的满足双向、连续、高可靠性的要求。如果列车控制系统存在问题，则可能引发重大人身安全事故，因此CBTC系统对无线承载方案的可靠性要求非常高，通常用于CBTC系统的无线方案都采用了两张独立网络的冗余部署。

　　CCTV业务是视频监控信号系统。一般我们的地铁车厢内都安装有摄像头，摄像头拍摄实时画面，通过车-地无线通信系统传送到各个车站，再通过地铁传输网络传送到控制中心，这样就形成一张从车辆到控制中心的信息传输通道，让控制中心监控平台可以实时呈现车厢内的画面，方便后台服务人员了解车厢内的情况。CCTV的业务主要是上行数据业务，该业务对承载通道的带宽有一定要求，如果带宽不足，则可能会导致画面卡顿和黑屏现象。

　　PIS是指乘客信息系统，即站厅、站台和列车车辆内的信息显示，如我们在地铁上看到的到站信息、车载显示屏的天气、股票信息和视频节目等等，这些信息都是从地铁控制中心经编播后下发到各个车站和车辆内的，然后在相应的显示模块进行显示。该系统主要为下行数据业务，对传输通道的带宽有一定的要求。

　　除了上述三种业务，还有一些其他业务如车载FAS、车载门禁等也需要用到车地无线通信系统。无线通信系统就是一张车辆到地面基站的传输网络，由地面上的无线网络如控制器和基站，以及车载终端等组成。

　　国内原有的地铁线路中，车地无线通信普遍采用了WLAN的解决方案。该方案在隧道内部署WLAN热点（相当于我们日常用的无线路由器热点），在地铁列车的车头车尾部署接收终端，通过WLAN信号实现无线通信。地铁内的WLAN方案跟我们民用WLAN略有不同，民用领域我们一般在同一个无线热点下移动，对跨热点的业务切换的要求并不高。但在地铁中，列车是在高速行驶的，车辆车载终端需要保持信号连续，必须在经过的不同的WLAN热点之间快速迁移。为此，WLAN的解决方案供应商引入快速漫游无线技术iPCF或IGMP Snooping技术，实现业务的快速迁移。

　　WLAN技术本身是一种非常开放的公有技术，在民用和商用系统中都广泛使用，其应用频段一般为2.4G，这就存在信号之间互相干扰的风险。

　　有没有一个更好的选择？

　　答案就是LTE，LTE无线解决方案既有与WLAN相同的大带宽的优势，更有WLAN不具备的优势，我们具体来看看。

　　1、LTE提供更有效的抗干扰技术。LTE是标准的专业领域的通信协议，比WLAN有更好的信道结构，在抗干扰性能上较WLAN优异；LTE的接收灵敏度高，在更低的电平范围内也能有效传输数据。

　　2、LTE能实现高速移动下的无缝切换，保证了业务的连续性。WLAN技术最高允许的列车运行速度仅为80Km/h，而LTE切换时延更小，允许列车速度最大达430Km/h，满足未来列车运行速度的要求。

　　3、LTE具备多级的QoS算法，即LTE系统可以针对不同的业务类型设置不同的优先级，可以针对业务需求分配不同的带宽。如果采用LTE同时承载CBTC、CCTV和乘客信息等业务的方案，我们可以将CBTC设置为最高优先级，保证拥塞情况下CBTC业务的QoS，确保CBTC的安全可靠，针对其他业务这可以设置成低优先级。而WLAN技术的用户QoS则是依靠自由竞争，无绝对的用户优先级 。

　　因为有上述优势，LTE解决方案越来越受到业主的青睐。目前国内通过LTE解决方案承载PIS业务的商用线路就有郑州地铁1、2号线，同时在石家庄、厦门、贵阳、上海等地的新建地铁线路也确定采用LTE的方案；用于承载CBTC业务的商用试验网也在进行中。未来在城市轨道交通领域LTE将发挥更大的作用。