简议基于LTE技术的城市轨道交通综合承载业务需求分析论文.docx

简议基于LTE技术的城市轨道交通综合承载业务需求分析论文简议基于LTE技术的城市轨道交通综合承载业务需求分析论文目前城轨交通车-地通信数据业务主要采用IEEE802.11系列无线局域网技术，受该技术标准和政策的限制，存在发射功率低、运行速度受限、干扰源多等因素，导致行车指挥业务受到影响，同时PIS系统图像出现不连续和马赛克的问题。因此，轨道交通一直在寻求采用新技术来提高车-地通信的稳定性和带宽，实现更好的车-地间数据传输。本文主要分析数据业务承载的需求及综合承载的可行性。1LTE技术特点LTE(LongTermEvolution)移动通信技术的目标，是建立一个高传输速率、低时延、支持增强型多媒体广播组播业务(e-MBMS)、基于包优化的、可演进的无线接入架构。因此LTE系统采用接近于全IP化的、扁平化的网络结构，集成适用于宽带移动通信传输的众多先进技术，如正交频分复用(OFDM)、多输入多输出(MIMO)、混合自动重传请求(HARQ)、自适应调制编码(AMC)、小区间干扰协调(ICIC)等，有效提高数据速率、频谱效率和抗干扰性，提供综合业务承载的优先级调度和高速移动性支持，并通过抗干扰技术和安全机制保证无线数据业务的安全可靠传输。LTE的主要特点如下。1.频谱带宽部署灵活。LTE具备频谱申请灵活、上下行资源可调配的特点，可根据业务需要灵活配置上下行业务比例。系统支持1.4，3，5，10，15，20MHz带宽，同时支持在成对和非成对频段上部署。根据LTE网络承载的业务量可选择支持相应频谱带宽的LTE设备。2.移动接入性强。采用自动频率校正，确保高速移动(350km/h)场景下的无线链路质量，和优良的宽带接入能力;接入速度快，终端从空闲状态到激活状态延迟时间小于100ms。3.抗干扰能力强。城轨领域可申请行业专用频段进行网络建设，相对于采用开放频段的WIFI系统，可规避外部干扰。4.QoS机制。LTE系统QCI定义了9级，针对城市轨道交通多种生产业务，可分配不同的QoS优先级，以保证重要业务优先获得网络资源的分配，从而进行多种业务的综合承载。截至2014年9月，112个国家完成了331个LTE网络商用部署。TD-LTE全球累计用户数接近1000万。中国移动TD-LTE网络已在2013年底正式商用。从当前商用情况来看，产业现状已经成熟，网络覆盖、连续覆盖与切换等性能指标都已达到预期要求。目前国内进行TD-LTE产品研发生产的厂家主要有华为、中兴、54所/鼎桥、普天等，这些厂家均能提供成熟的商用产品。2综合承载业务需求分析2.1业务信息当前城市轨道交通生产业务信息，主要有基于通信的列车控制系统(CBTC)业务信息、PIS紧急文本信息、列车实时状态信息、车载CCTV监控图像信息和PIS图像信息。1.CBTC业务信息。列车间距及速度防护、列车自动运行与调度，是城市轨道交通自动化系统中的关键部分，CBTC系统车-地传输数据主要有列车位置、运行控制、移动授权等信息。该业务应用层要求实时数据低速的可靠传输;控制层要求最高优先级的低速逻辑通道;通道层要求独立、高可靠性及冗余的信道。2.PIS紧急文本信息。PIS紧急文本信息用于通知乘客列车运营信息或其他紧急信息，如某车站通过不停车等。该业务应用层要求实时数据低速的可靠传输;控制层要求最高优先级的低速逻辑通道;通道层要求独立、高可靠性及冗余的信道。3.列车运行状态监测信息。列车运行状态实时监测系统主要是通过传感器采集电流、电压、轴温，以及车下转向架、车辆一/二系悬挂系统、发动机、制动器等设备的关键参数，并将数据传送到地面监测中心，地面监测中心通过对数据进行集中处理和分析，实现对列车运行状态的实时监测和远程故障诊断功能。该业务应用层要求低速数据的可靠传输;控制层要求最高优先级的低速逻辑通道;通道层要求小容量、上行信道。4.车载CCTV监控图像信息。CCTV系统用于车内情况的视频监视，并为应急调度指挥提供实时的车内高清动态图像信息。CCTV车-地传输数据主要为视频信息。该业务应用层要求海量的实时视频数据传输、带宽要求上行远大于下行及流媒体形式的录像回放;控制层要求实时视频数据优先级高、小区切换不丢包、限制录像回放带宽;通道层要求大带宽、高质量的实时数据通道，减少重传，降低时延。5.PIS图像信息。本信息用于列车车厢内资讯发布、乘客指引信息的视频展播。PIS系统车-地传输数据主要为视频信息。该业务应用层要求直播(广播)为主、录播(点播)为辅，录播要考虑批量数据传输的带宽利用效率;控制层要求广播数据优先级高、小区切换不丢包、限制录播数据带宽、以组播点播结合的方式进行节目数据传送;通道层要求高传输质量的广播通道、组播通道。2.2综合承载的必要性基于LTE技术的城市轨道交通综合承载系统优势，可提高无线电频谱的利