隨著我國(guó)城市軌道交通的快速發(fā)展，車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信的發(fā)展已越來(lái)越不能滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的軌道交通業(yè)務(wù)發(fā)展的需求。本文通過(guò)分析當(dāng)下城市軌道交通車(chē)地通信的現(xiàn)狀，通過(guò)對(duì)移動(dòng)通信相關(guān)技術(shù)原理的研究，提出了移動(dòng)通信技術(shù)在城軌車(chē)地通信方面具有更穩(wěn)定、更可靠的優(yōu)勢(shì)。合理地實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信技術(shù)與城軌車(chē)地通信的結(jié)合，能夠更好地實(shí)現(xiàn)車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信傳輸，滿(mǎn)足軌道交通業(yè)務(wù)的需求。

　　1城軌交通車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信現(xiàn)狀

　　城市軌道交通控制是基于CBTC實(shí)現(xiàn)的列車(chē)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)，控制列車(chē)安全行駛。因此，車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信就決定了CBTC運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性。當(dāng)前地鐵車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)，主要是采用是基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的WLAN技術(shù)，主要存在以下問(wèn)題：

　　(1)系統(tǒng)穩(wěn)定性低

　　WLAN無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)單站點(diǎn)AP覆蓋范圍有限，最多不超過(guò)200米，所設(shè)站址較多，從而造成隧道內(nèi)維護(hù)困難，在高速移動(dòng)情況下無(wú)法保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量。

　　(2)抗干擾能力弱

　　地鐵WLAN無(wú)線(xiàn)通信沒(méi)有專(zhuān)用頻段，只能使用免費(fèi)開(kāi)放的2.4GHz和5.0GHz公共頻段，干擾源太多，干擾太大，也許一個(gè)普通手機(jī)用戶(hù)的手機(jī)熱點(diǎn)都可能對(duì)WLAN的傳輸質(zhì)量產(chǎn)生影響

　　(3)數(shù)據(jù)傳輸帶寬受限

　　隨著城軌信息化的發(fā)展，無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域?qū)��?shù)據(jù)傳輸帶寬提出了新的要求。車(chē)內(nèi)旅客信息系統(tǒng)(PIS)要求車(chē)地通信能夠提供單車(chē)6～8Mbit/s的下行傳輸帶寬，CCTV監(jiān)控系統(tǒng)要求能夠?yàn)閱诬?chē)提供4～6Mbit/s的上行傳輸帶寬。在保證CBTC列車(chē)控制信息正常傳輸?shù)幕�礎(chǔ)上，滿(mǎn)足上述PIS、CCTV業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸，對(duì)現(xiàn)有的WLAN通信系統(tǒng)提出了新的要求。

　　(4)數(shù)據(jù)傳輸安全性低

　　由于WLAN采用公共電磁波作為載體進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，任何人都有條件和可能竊聽(tīng)或干擾信息，存在電磁波泄露或者數(shù)據(jù)被截聽(tīng)的安全隱患。因此，對(duì)于WLAN的安全保密問(wèn)題顯得尤為突出。

　　(5)組網(wǎng)成本高

　　城軌車(chē)地專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)通信業(yè)務(wù)主要分為三部分：以TETRA為代表的語(yǔ)音調(diào)度業(yè)務(wù);保障CBTC系統(tǒng)運(yùn)行的WI-FI網(wǎng)絡(luò);車(chē)載PIS(乘客信息系統(tǒng))與CCTV(閉路電視)的專(zhuān)用WI-FI網(wǎng)絡(luò)。這三種業(yè)務(wù)彼此獨(dú)立，各自單獨(dú)組建網(wǎng)絡(luò)，所建成本較高，不利于軌道交通業(yè)務(wù)的長(zhǎng)期發(fā)展。

　　2移動(dòng)通信技術(shù)

　　(1)第一代移動(dòng)通信技術(shù)

　　第一代移動(dòng)通信技術(shù)產(chǎn)生與上世紀(jì)80年代，是最初的模擬蜂窩網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，稱(chēng)為FDMA(頻分多址)技術(shù)。第一代移動(dòng)通信技術(shù)的一大成就就在于用戶(hù)第一次能夠在移動(dòng)的狀態(tài)下?lián)艽螂娫?huà)，但是它們只能提供基本的語(yǔ)音會(huì)話(huà)業(yè)務(wù)，不能提供非語(yǔ)音業(yè)務(wù)，并且容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通話(huà)質(zhì)量不高、不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和漫游業(yè)務(wù)等，上世紀(jì)90年代就基本被淘汰了。

　　(2)第二代移動(dòng)通信技術(shù)

　　也稱(chēng)為2G通信技術(shù)，是為解決第一代移動(dòng)通信四分五裂的局面而提出來(lái)的數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其數(shù)字無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)有：GSM和CDMAIS-95。第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)在引入數(shù)字無(wú)線(xiàn)電技術(shù)以后，數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)提供了更好的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，不僅改善了語(yǔ)音通話(huà)質(zhì)量，提高了保密性，防止了并機(jī)盜打，而且也為移動(dòng)用戶(hù)提供了無(wú)縫的國(guó)際漫游。

　　(3)第三代移動(dòng)通信技術(shù)

　　第三代移動(dòng)通信技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)3G，它是一種真正意義上的寬帶移動(dòng)多媒體通信系統(tǒng)，它能提供高質(zhì)量的寬帶多媒體綜合業(yè)務(wù)，并且實(shí)現(xiàn)了全球無(wú)縫覆蓋，它的數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)2Mbit/s，其通信容量是第二代移動(dòng)通信技術(shù)的2-5倍。目前，最具代表性的3G標(biāo)準(zhǔn)有有美國(guó)提出的CDMA2000，歐洲和日本提出的WCDMA以及中國(guó)提出的TD-SCDMA。

　　(4)第四代移動(dòng)通信技術(shù)

　　第四代移動(dòng)通信同樣被稱(chēng)為4G技術(shù)，它是3G技術(shù)的進(jìn)一步演化，是基于LTE標(biāo)準(zhǔn)(長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù))之上，為我們提供高速移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬業(yè)務(wù)，它的最高無(wú)線(xiàn)傳輸速度可達(dá)每秒100Mbps。4G是集3G與WLAN于一體，并能夠快速傳輸數(shù)據(jù)、高質(zhì)量、音頻、視頻和圖像，并且能夠滿(mǎn)足幾乎所有用戶(hù)對(duì)于無(wú)線(xiàn)服務(wù)的要求，有著不可比擬的優(yōu)越性。

　　3移動(dòng)通信技術(shù)在城軌交通車(chē)地通信中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

　　(1)多種網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性

　　移動(dòng)通信站點(diǎn)是通過(guò)基站進(jìn)行無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋，單個(gè)分布在隧道的基站覆蓋范圍可達(dá)1.2km。另外，基站的組網(wǎng)設(shè)置原則比較靈活，依據(jù)列車(chē)的運(yùn)行速度設(shè)置基站的安裝位置，增大或者減少基站網(wǎng)絡(luò)覆蓋的重疊長(zhǎng)度，可保證高速環(huán)境下成功的進(jìn)行越區(qū)切換，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆�(wěn)定性。

　　(2)使用專(zhuān)用頻段，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)抗干擾能力強(qiáng)

　　移動(dòng)通信技術(shù)采用的是專(zhuān)用頻段，不同于WLAN的公共頻段，其干擾源少，抗干擾能力強(qiáng)，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

　　(3)蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸容量大

　　移動(dòng)通信技術(shù)也稱(chēng)為蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信，通過(guò)設(shè)置基站，劃分小區(qū)，成百上千倍地增大了頻率的空間復(fù)用率，極大提高了數(shù)據(jù)傳輸量。另外，LTE技術(shù)的應(yīng)用，為第四代移動(dòng)通信技無(wú)線(xiàn)寬帶業(yè)務(wù)提供了技術(shù)基礎(chǔ)，使得無(wú)線(xiàn)傳輸速度可達(dá)100Mbps/S。

　　(4)多種數(shù)據(jù)加密方式，數(shù)據(jù)安全性高

　　移動(dòng)通信的鑒權(quán)中心主要有兩個(gè)功能：一是對(duì)用戶(hù)的IMSI號(hào)進(jìn)行鑒權(quán)，防止非本網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)接入網(wǎng)絡(luò);二是為無(wú)線(xiàn)路徑上的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，保證了通信數(shù)據(jù)的安全性。

　　(5)網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大，降低組網(wǎng)成本

　　移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)具有多種業(yè)務(wù)功能，除了基本語(yǔ)音通信業(yè)務(wù)之外，也可實(shí)現(xiàn)高速傳輸數(shù)據(jù)、音頻、視頻和圖像等大數(shù)據(jù)量業(yè)務(wù)。因此可完全替代TETRA集群通信和WLAN網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音調(diào)度業(yè)務(wù)，保障CBTC系統(tǒng)運(yùn)行和車(chē)載PIS與CCTV的專(zhuān)用車(chē)地通信無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，避免單獨(dú)建網(wǎng)，降低組網(wǎng)成本。

　　4結(jié)語(yǔ)

　　無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)是城市軌道交通車(chē)地通信的命脈，它直接影響著城軌控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。基于移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)以及良好的發(fā)展形式，移動(dòng)通信車(chē)地通信系統(tǒng)的優(yōu)越性也值得我們?nèi)リP(guān)注和研究，為城軌交通業(yè)務(wù)的發(fā)展需求提供強(qiáng)大的技術(shù)支持。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]李春.城市軌道交通車(chē)地寬帶移動(dòng)通信技術(shù)選擇分析[J].城市軌道交通研究,2009(6):73-74.

　　[2]甘玉璽.軌道交通車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信技術(shù)研討[J].城市軌道交通研究,2014(1):103-106.

　　[3]張定銘.軌道交通車(chē)地寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)研究[J].信息通信,2014(2):168-169.

　　[4]高彥軍,馬子彥,賈萍.城市軌道交通車(chē)地?zé)o線(xiàn)TD-LTE的實(shí)現(xiàn)[J].都市快軌交通,2014,27(6):9-12.

　　《城市軌道交通移動(dòng)通信技術(shù)研究》來(lái)源：《科技展望》，作者：鄭天賜 單位：西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院