长期演进（LTE）技术在地铁无线通信中的应用.pdf

囝麟 辘翘囊 懑鬻 lllll__ 。ll_0 。_…___lll：。ll0 0 -。llll00Il0lll0 掺肇 则无线网平均带宽应至少在 12M 以上 。带宽是保 性，不符合 CBTC安全稳定、成熟可靠的要求。 障图像高质量的最基本要求。国内外 CBTC系统 (3)LTE的时延。LTE对时延的具体要求为： 列车运行要求的传输带宽为：列车高速移动时能满 用户面单项传输时延小于5ms；控制面从睡眠状态 足系统传输速率需求，最不利情况下传输带宽不小 到激活状态时延小于 50IriS，从驻留状态到激活状 于 1Mbit／s。 态的迁移时间小于 1()()ms。用户面中断时间不会 LTE无线通信可以为车载PIS、车载CCTV系 超 过 100 ms。测试 芬 兰最 新 建设 的 基 于 统预留15M带宽，为CBTC系统预留3M带宽，为 Teliasonera的LTE4G网络，记录的峰值下行速 语音视频综合调度预留7M 带宽。地铁 LTE实现 率为48Mbit／s(平均值 36．1Mbit／s)，平均延迟仅 三网(车载 PIS和车载 CCTV系统、CBTC系统、语 23ms。延迟指标表明，LTE服务能满足大部分地 音视频调度三个通信网络)合一所需带宽共计 25 铁无线通信的应用需求，包括VolP、视频流媒体甚 M，LTE带宽完全满足地铁功能需求。 至高清 IPTV(时延值 目前没有行业标准，只有经验 值，在 100ms以下都属于正常范围)。 3 LTE应用于CBTC的探讨 综上所述，LTE无线网络完全满足车载 PIS、车 国内大多数城市地铁采用 WLAN(无线局域 载CCTV和语音视频综合调度的技术要求，但不满 网)技术或者LAN(局域网)与漏泄光缆的结合 (或 足CBTC系统低时延、低丢包等安全性要求。故本 者TETRA多基站与中继器和漏泄光缆的结合)承 文所提三网合并方案 中CBTC采用 LTE网络进行 载CBTC和PIS系统，主要的出发点是基于技术和 车地通信仅为示意，并不可行。 产品链的成熟度。本文从LTE的安全机制、数据丢 4 地铁的LTE需求 包率、接入时延等方面探讨 LTE在 CBTC中的 应用 。 (1)车载 CCTV安全需求 。车载 CCTV通过 (1)LTE的安全机制。LTE通过认证和密钥 LTE提供车地高清视频传输业务，可实时监控车厢 协商过程实现用户的所有操作。即安全密钥生产和 内的情况，为公安系统提供实时动态图像传输，以应 相互认证。LTE鉴权与密钥协商过程是：通过 对紧急突发事件。在紧急情况下，本着运营安全信 AUC(鉴权 中心)和USIM 卡 (用户全球识别卡)中 息优先使用的原则，可提供动态辅助性提示。车载 所共有的密钥K来计算加密密钥 (CK)和完整性密 设备接收系统无线传输的信息，经处理后转发给车 钥 (IK)，并由CK和 IK作为基本密钥计算一个新 辆专业，以在列车客室内音、视频播放，使乘客通过 的父密钥KASME，随后 由此密钥产生各层所需要 正确的服务信息引导，安全、便捷地乘坐轨道交通。 的子密钥。即密钥分层系统。密钥分层推衍可防止 (2)车载 PIS实时高清需求。车载 PIS通过 上下级密钥相互泄露等情况发生。LTE／SAE的 LTE提供车地高清视频传输业务，可无延时实时放 AKA(第三代移动通信网络的认证与密钥协商协