摘 要：隨著LTE技術(shù)在公網(wǎng)的成熟應用，無線專網(wǎng)的建設(shè)也呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的勢頭，授權(quán)的專網(wǎng)頻率帶寬較小，而行業(yè)需求旺盛，需要非授權(quán)頻率來補充，LTE-U(LTE-Unlicensed)技術(shù)為有效利用非授權(quán)頻譜資源，提供了一種全新的軌道交通車地無線解決方案。

　　關(guān)鍵詞： 軌道交通;車地無線;LTE-U;無線覆蓋

　　1 系統(tǒng)概述

　　隨著軌道交通快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化運營以及軌道交通自動化程度的不斷提高，支撐安全運營生產(chǎn)業(yè)務不斷增加，對車地通信功能和性能要求不斷提升。經(jīng)業(yè)內(nèi)各相關(guān)單位反復驗證，相較于其他制式，LTE 無線專網(wǎng)有更好的應用前景，更符合城市軌道交通的發(fā)展方向，也是為了解決目前軌道交通安全運營的迫切需求。

　　本文從技術(shù)角度來，對5.8G eLTE-U 車地無線通信系統(tǒng)提出規(guī)劃設(shè)計和建議。

　　2 應用優(yōu)勢分析

　　現(xiàn)在城市軌道交通領(lǐng)域，成熟的PIS/CCTV 車地無線技術(shù)方案包括LTE-U、Wlan(802.11AC)，LTE-U 方案在移動性、可靠性、抗干擾能力、設(shè)備數(shù)量等方面優(yōu)勢明顯;同時，不再受1.8G 頻率限制，可以為城市軌道交通行業(yè)提供超過100Mbps的穩(wěn)定大帶寬，可作為城市軌道交通車地無線技術(shù)選型的主流選擇。結(jié)合地鐵快軌的實際情況：最高160Km/h 高速場景、區(qū)間距離長，需要一種支持高速移動性，同時覆蓋距離遠、以便大大減少區(qū)間設(shè)備的車地無線技術(shù)，因此，項目推薦應用LTE-U 車地無線方案。

　　3 業(yè)務承載方案設(shè)計

　　3.1 業(yè)務網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

　　在布置區(qū)間無線設(shè)備時，應充分考慮系統(tǒng)的可靠性，每個區(qū)間無線設(shè)備的覆蓋范圍應有重疊區(qū)，可以通過自動調(diào)節(jié)區(qū)間無線設(shè)備發(fā)射功率而覆蓋故障區(qū)間無線設(shè)備的信號漏洞區(qū)，在單個區(qū)間無線設(shè)備和其它設(shè)備出現(xiàn)故障時，仍保證信息的完整性，系統(tǒng)應能正常工作。

　　eLTE-U 區(qū)間覆蓋規(guī)劃

　　eLTE-U 正線單向軌旁單個AirNode 設(shè)備可部署2 個扇區(qū)，單個扇區(qū)可支持單載波20MHz 或20+20MHz 雙載波聚合;采用異頻組網(wǎng)，5725-5850MHz 頻段總共有6 個可用20MHz 信道，站間小區(qū)頻點交織規(guī)劃，減少站間干擾。

　　車載無線設(shè)備

　　在每列車的車頭端、車尾端各設(shè)置1 套車載無線設(shè)備，兩套車載無線設(shè)備同時接入網(wǎng)絡(luò)，車載PIS 業(yè)務系統(tǒng)從兩個TAU 獲取到2 份相同數(shù)據(jù)，選擇其中1 份使用，保證車載無線網(wǎng)絡(luò)單點故障時PIS和CCTV 業(yè)務不中斷。

　　3.2 Qos 保障

　　根據(jù)車載PIS 系統(tǒng)信息承載中不同業(yè)務的要求，結(jié)合LTE對優(yōu)先級和服務質(zhì)量分類，將各業(yè)務的優(yōu)先級和服務質(zhì)量(延時、丟包等)定義如下表：

　　在LTE 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部進行QoS 保障，也可以提供相應的手段進行LTE 網(wǎng)絡(luò)與傳輸網(wǎng)絡(luò)的QoS 映射。

　　3.3 無線覆蓋設(shè)計

　　高架橋覆蓋場景

　　采用AirNode 基站+定向天線，安裝在高架軌旁抱桿上，單AirNode 可提供4 端口，支持2 個扇區(qū)，分別連接到2 個定向天線覆蓋兩個方向

　　隧道覆蓋

　　隧道場景采用AirNode 基站+定向天線進行定向覆蓋，AirNode 和定向天線通過安裝件固定到側(cè)墻約4.5 米高(暫定)，相比車載天線車頂相比地面高度差越大越好，可提升覆蓋性能，具體需要符合與接觸網(wǎng)工程安裝安全要求。AirNode 基站4 端口分別連接到2 個定向天線，向兩個方案覆蓋。天饋配置示意圖如下所示：

　　車輛段和停車場覆蓋

　　停車場和車輛段有棚或支柱，主要有劃分有運用庫和列檢房，都是一塊矩形面積，采用室內(nèi)定向天線方式進行覆蓋。

　　3.4 天線覆蓋

　　eLTE-U 使用AirNode 最大支持2 個扇區(qū)4 個載波，按照上述鏈路預算，在0.28Km 時單載波可滿足雙向20Mbps 帶寬，實際工程方案采用單扇區(qū)20+20MHz 雙載波聚合，可實現(xiàn)單載波容量翻倍增益，保障在0.28Km 覆蓋范圍內(nèi)實現(xiàn)雙向傳輸40Mbps 有效帶寬。

　　4 總結(jié)

　　LTE-U 技術(shù)支持城軌快線等高速環(huán)境，傳輸時延小， 提供高可靠業(yè)務支持，抗干擾能力強，覆蓋半徑大，可維護性強，部署靈活方便，可共享現(xiàn)有LTE 網(wǎng)絡(luò)，也可獨立建網(wǎng)，良好的QoS 保障，網(wǎng)絡(luò)安全性高，系統(tǒng)可靠性高。滿足軌道交通車地無線通信需求。

　　參考文獻：

　　[1]《城市軌道交通設(shè)計規(guī)范》，DGJ 08-109-2004

　　[2]《城市軌道交通通信工程質(zhì)量驗收規(guī)范》.北京：中國計劃出版社，2006

　　作者：李瑛

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