基于TD-LTE与WLAN技术的地铁车-地无线通信应用实践.docx
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2022-10-26
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基于 TD-LTE 与 WLAN 技术的地铁车-地无线通信应用实践
摘要：随着无线通信技术的发展，轨道交通行业的车-地无线通信实现方式也越
来越多样化。其中 WLAN 技术和 TD-LTE 技术成为地铁车-地无线传输的主要应用，
本文基于地铁业务需求，对比在 WLAN 和 TD-LTE 技术下承载车载 PIS 系统和车载
CCTV 的业务实现情况，探讨两种情况下的技术性能、建设维护感知和未来发展前
景。
关键词：WLAN 技术；TD-LTE 技术；车-地无线通信；城市地铁
引言
目前，城市轨道交通行业，特别是地铁建设运营需要应用无线通信技术建立
三张独立的无线网络，来满足列车信号控制、语音集群调度、乘客信息下发与车
载闭路电视信息的上传。其中，语音集群调度广泛采用窄带技术的 TETRA 数字集
群系统，列车信号控制、乘客信息下发和车载闭路电视的信息均采用宽带技术来
实现车-地无线通信，宽带技术主要是 WLAN 和 TD-LTE 两种。
一、车-地无线通信的主流宽带技术
在国内的城市轨道交通应用的 WLAN 主要是基于 IEEE802.11 协议标准，能够
提供的系统带宽有 20 MHz/40 MHz,调制方式有 OFDM（正交频分复用）MIMO
（多输入多输出）、DSSS（直接序列扩频）、CCK（补码键控）等关键技术具有
良好的传输速度和搞干扰能力，但信号覆盖距离短、向公众免费开放频率，干扰
源多、无 QoS（业务服务质量）保障机制，高速移动下传输质量不佳。地铁车-地
无线通信中已普遍有应用 802.11g（2.4GHZ）承载信号系统的车-地无线通信传输
列车控制状态，802.11a/n（5.8GHZ）承载车载 PIS 系统（乘客信息系统）和车载
CCTV（车载闭路电视），甚至个别城市开始尝试使用 802.11ac 来承载。
近几年，随着我国 TD-LTE 技术的成熟发展，基于 3GPP 的 TD-LTE（1.8GHz）
无线移动通信技术用于车载 PIS 系统、车载 CCTV 的车-地无线传输，并与 800M
专用无线集群合用区间漏缆。城市地铁采用 TD-LTE 技术的车-地无线技术，使用
国家许可的专用频率（1785 MHz -1805MHz），从而避免和民用通信 TD-LTE 设备
的冲突。TD-LTE 系统引入了 OFDM（正交频分复用）和 MIMO（多输入多输出）
等关键传输技术，增加了频谱效率和数据传输速率。具有完善的 AMC（自适应调
制编码）、重传和 IRC（干扰抑制合并）机制，ICIC（小区干扰协调）干扰抑制算
法和 CoMP（协同多点）上行干扰控制等，来降低网络的整体干扰水平。LTE 具有
9 级 QoS 算法，按优先级划分地铁用户业务，高优先级的优先传输，低优先级的
尽量传输，充分保障业务的可靠性。 D-LTE 支持 1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、
15MHz、20MHz 不同的带宽，未来可以支持载波聚合，将多个连续或者离散的载
波进行整合，提供更大的带宽，TD-LTE 能够提供下行 100Mbps、上行 50Mbps 的
无线高速数据速率。
二、车-地无线通信常规承载业务
根据地铁建设的规划习惯，车载 PIS 系统传播 MPEG-2 格式的视频流所需最
少无线带宽是 8M，列车至少满足同时上传 2 个车载 CCTV 图像信息需要 4M 带宽，
再加上其他文本信息、位置信息等，一般需分配 15M 带宽。如果考虑以后信号与
通信业务的融合传输，还需预留 3M 带宽给 CBTC，7M 带宽给语音视频调度。根
据以上技术说明和地铁车-地无线承载的实际业务需求，下面结合某市轨道交通的
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