地铁无线通信技术现状.docVIP

地铁无线通信技术的现状 摘 要：本文介绍了当前主流的几种无线通信标准及其在地铁中的应用，主要分析和比较了地铁隧道区间内无线组网的方式，结合实际的应用提出了一种新的商用通信系统的无线引入方式，可以大大的减少了无线干扰源的引入。通过对无线标准的研究和探讨，选择了802.11g标准是目前既能够满足地铁信号系统和乘客资讯系统（PIS）的功能需求，而且是已经成熟的标准。 关键字：无线通信 地铁 标准 无线组网 1引言 地铁无线通信作为高速运行的地铁列车与车下管理机构之间唯一的通信手段，担负着提高运营效率、保障行车安全及地铁乘客生命安全的重要使命。因此，地铁无线通信系统的设计，应该确保语音及数据通信功能、调度管理功能的实现以及保证全线场强覆盖、提高通信质量为最终目标。同时，高清晰数字视频在地铁运行车辆的实时播出，车站值班员、控制中心调度员、车辆段DCC车务人员对列车车厢内的实时图像监控，列车驾驶员对前方车站旅客候车情况的实时监控等，已成为列车运营新的需求。为满足这类需求，必须提供车地之间的高速数据无线传输通道。这个无线传输通道必须同时具备高数据容量和快速移动性两个条件。 2无线标准及其应用 目前，国内地铁行业使用的无线通信技术主要有：TETRA、CDMA、3G、WLAN、WiMAX、DVB-T、MESH、TRainCom?等。 无线通信分为商用无线通信、专用无线通信和列车控制无线通信。商用无线通信系统主要用于GSM、CDMA、3G等公用移动信号的覆盖；专用无线通信系统用于地铁的运营、生产,提供行车调度指挥与其他相关部门联系,包括列车调度、环境控制调度、公安调度、车辆段站场、维修部门等无线通信；列车控制无线通信是地铁信号系统中最重要的组成部分之一，用于控制列车间的行驶间隔。 2.1 TETRA技术 TETRA数字集群通信系统是欧洲电信标准协会(ETSI)制订,专用移动通信领域唯一支持无线数字集群的开放标准,可以在同一平台上提供指挥调度、数据传输及电话服务,并且具有公开、开放的优点,因此支持的厂商最多,现已在国内地铁无线通信领域广泛使用。它具有以下特点。 1.提供必要的带宽,无需通过用户接口即可同时发送或接收话音和数据。 2.支持数字图形、图像传输、电子邮件等多种数据应用。 3.动态分配带宽,一个通信链路最多容纳4个时隙。 4.每个时隙的通信能力为7.2kb/s,总体传输速率可达28.8kb/s。 5.在一个物理信道机内可容纳4个时分信道可在不同的时隙内接收和发送数据,提高了频谱利用率。 6.具有话音和数据加密功能,支持开放式信道信令,即允许来自不同厂商的产品进入同一个公共通信信道。 2.2 3G技术 3G的传输速率在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbit/s、上行50Mbit/s的峰值速率；改善小区边缘用户的性能；提高小区容量；降低系统延迟，用户平面内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms；支持100km半径的小区覆盖；能够为350km/h高速移动用户提供大于100kbit/s的接入服务；支持成对或非成对频谱，并可灵活配置1.25～20MHz多种带宽。 2.3 WLAN技术 无线局域网(WLAN)的主要标准是IEEE802.11，它主要包括IEEE802.11b、IEEE802.1la和IEEE802.11g等。 802.11b通常也被称为Wi-Fi(Wireless Fidelity)，工作在2.4GHz频段，可支持最高llMb/s的共享接入速率；802.11a工作在5.8GHz频段，其速率高达54Mb/s，分频采用OFDM(正交频分复用)技术，但最高速率的无障碍接入距离降到30～50m；802.11g也采用OFDM技术，与802.11a一样可支持最高54Mb/s的速率，同时它工作在2.4GHz频段，因此，可以做到与802.11b兼容，而最高速率是802.1lb的5倍。 2.4 WiMAX技术 WiMAx是建立在IEEE 802.16和ETSI HiperMAN无线城域网标准基础上的无线数字通信技术，支持点对点或点对多点的网络结构，可选择在需执照频段或免执照的频谱中操作。它可以为固定站提供达50km的宽带无线接入，以及为移动站提供5～15km的宽带无线接入。 但WiMAx在技术和产品中有许多缺陷没有解决，比如其核心网络的标准至今仍在制定和完善中，空中接口标准也存在信令开销大的问题，由于目前尚未通过中国通信标准委员会审定，政府也还没有对其进行频率分配，技术开展比较缓慢。 2.5 DVB-T技术 数字视频地面广播（Digital Video Broadcasting-Terrestrial ,DVB-T）是DVB一系列标准中的一个标准，用于地面开路数字