基于TD-LTE的城市轨道交通CBTC系统车地无线通信干扰抑制研究

基于TD-LTE的城市轨道交通CBTC系统车地无线通信干

扰抑制研究

摘要：

随着城市轨道交通的快速发展，车地无线通信系统作为CBTC

系统的核心组成部分，对保障列车运行的安全性、可靠性和高效性起着至关重要的作用。然而，在城市环境下，如何有效地抑制车地无线通信系统的干扰已经成为当前研究的热点之一。本文以TD-LTE为基础，通过分析干扰机理、建立干扰模型以

及方案设计等步骤，研究了如何在城市轨道交通CBTC系统中

抑制车地无线通信干扰，从而提高系统的性能和可靠性。

一、引言

城市轨道交通是现代城市交通的重要组成部分，其对高速、安全、可靠、舒适等方面的需求日益增长。车地无线通信作为CBTC（Communication-Based Train Control）系统的重要组

成部分，为列车的自动驾驶和运行控制提供了可靠的通信手段。然而，城市轨道交通CBTC系统在实际运行中常常遭遇到各种

干扰，特别是车辆之间和车地之间的无线通信干扰。

二、基于TD-LTE的城市轨道交通CBTC系统干扰机理分析干扰机理分析是干扰抑制研究的基础。首先，对城市轨道交通CBTC系统的组网结构进行了分析，明确了车地通信的干扰路径。然后，通过对各种干扰源的分析，如车辆本身、周边信号源以及建筑物等，了解了城市轨道交通CBTC系统中干扰产生

的原因和机理。最后，结合TD-LTE技术的优势和特点，确定

了基于TD-LTE的城市轨道交通CBTC系统车地无线通信干扰抑

制的研究方向。

三、基于TD-LTE的城市轨道交通CBTC系统干扰模型建立为了研究城市环境下车地无线通信干扰的特点，建立了相应的干扰模型。首先，结合城市轨道交通的实际运行情况，对干扰产生的影响因素进行了分析和归纳。然后，通过实地测试和测量，获取了城市轨道交通CBTC系统中的干扰数据。接着，利

用统计学方法对数据进行了分析和处理，得到了车地无线通信干扰模型。最后，通过仿真实验，验证了所建立的模型的准确性和可靠性。

四、基于TD-LTE的城市轨道交通CBTC系统干扰抑制方案设计

针对城市轨道交通CBTC系统车地无线通信干扰的问题，提出

了一系列的干扰抑制方案。首先，通过技术手段对干扰源进行识别和定位，减少了对车地无线通信系统的干扰。其次，通过改进信号处理算法和调度策略，提高了车地无线通信系统的抗干扰能力。最后，通过优化车辆和车站的设计，降低了车辆内部和车地间的干扰程度。通过对各种方案的模拟和仿真实验，验证了其有效性和可行性。

五、结论

本文以TD-LTE为基础，研究了基于TD-LTE的城市轨道交通CBTC系统车地无线通信干扰抑制的问题。通过分析干扰机理、建立干扰模型以及方案设计等步骤，得出了一系列有效的干扰抑制方案。这些方案可以提高城市轨道交通CBTC系统的性能

和可靠性，为城市轨道交通的发展和运营提供了技术支持和参考。然而，本文仅仅是一个初步的探索和研究，还有待进一步的实验和验证。相信通过不断研究和探索，车地无线通信干扰问题将得到更好的解决，为城市轨道交通的发展做出更大贡献

通过对基于TD-LTE的城市轨道交通CBTC系统车地无线通信干扰的研究，本文提出了一系列干扰抑制方案。通过识别和定位干扰源、改进信号处理算法和调度策略，以及优化车辆和车站设计，有效降低了干扰程度，并提高了系统的抗干扰能力。通过模拟和仿真实验验证了这些方案的有效性和可行性。本研究为城市轨道交通CBTC系统的发展和运营提供了重要的技术

支持和参考。然而，还需要进一步的实验和验证，相信通过持续的研究和探索，车地无线通信干扰问题将得到更好的解决，为城市轨道交通的发展做出更大的贡献

城市轨道交通CBTC无线干扰及防护措施

城市轨道交通CBTC无线干扰及防护措施摘要：随着我国城市经济化的不断发展，人们对交通水平的要求也不断更高，因此在建设城市交通地铁化的建设更高。地铁的建设是城市发展的重要标志，地铁在工程建设完成后可以缓解整个城市的交通压力，因此很多一线城市把建设地铁作为城市发展的重点项目。在地铁工程开展时地铁信息技术的建设是不容忽视的，因此想要建设实用的地铁工程，地铁通讯传输系统的建设就不容忽视。关键词：地铁信号运营维护管理随着城市交通拥挤状况的日益加剧和科学技术的不断革新，地铁开始在人们的生活和城市交通中扮演着重要角色。而无线通信系统对地铁的安全运行起着决定性的影响，特别是基于无线通信的列车控制系统（CBTC），直接控制列车的运行和安全。CBTC系统通过部署在列车上和轨道旁的无线设备，实现了车、地间不中断的双向通信，控制中心可以根据列车实时的速度、位置动态计算和调整列车的最大制动距离，2辆相邻列车能以很小的间隔同时前进，从而提高运营效率。但是在地铁运行过程中，车地无线通信信号会受到电流、磁场或辐射等的影响，致使信号系统出现故障，这样一来就会影响地铁的运行。比如2012年深圳地铁因信号系统受干扰发生的暂停故障，就是因为车地无线信号受干扰而引发的。现就地铁车地无线通信的干扰因素和应对措施进行探析。 1 CTBC无线通信系统信号的干扰因素目前，地铁CBTC系统的无线通信多采用公共的2.4 GHz频段，而2.4 GHz 频段也是无线局域网、无线接入系统、蓝牙技术设备、点对点或点对多点扩频通信系统等各类无线电台站的共用频段。因此，对地铁CBTC无线通信系统造成干扰的主要是外部信号，当然，也会存在内部干扰。 1.1 无线局域网（WLAN）干扰通过对干扰地铁无线通信系统因素的研究，发现干扰源可以分为WLAN干扰和非WLAN干扰。区分前者与后者的方法是看干扰源发送的信号是否符合802.11标准：符合的就是WLAN干扰，不符合的就属于非WLAN干扰。WLAN 主要存在于ISM频段，主要是一些WLAN设备发出的。另外，有一些非WLAN 设备也存在于该频段，包括人们日常生活中用到的蓝牙设备、无绳电话和一些无线游戏控制系统等，这些都会对地铁中正在运行的WLAN系统造成干扰。当然，有些设备对信号系统的干扰可以忽略不计，比如蓝牙设备，其发射频率较低，只要其与WLAN系统距离超过3 m，干扰就基本可以忽略。

基于TD-LTE的城市轨道交通CBTC系统车地无线通信干扰抑制研究

基于TD-LTE的城市轨道交通CBTC系统车地无线通信干扰抑制研究基于TD-LTE的城市轨道交通CBTC系统车地无线通信干扰抑制研究摘要：随着城市轨道交通的快速发展，车地无线通信系统作为CBTC 系统的核心组成部分，对保障列车运行的安全性、可靠性和高效性起着至关重要的作用。然而，在城市环境下，如何有效地抑制车地无线通信系统的干扰已经成为当前研究的热点之一。本文以TD-LTE为基础，通过分析干扰机理、建立干扰模型以及方案设计等步骤，研究了如何在城市轨道交通CBTC系统中抑制车地无线通信干扰，从而提高系统的性能和可靠性。一、引言城市轨道交通是现代城市交通的重要组成部分，其对高速、安全、可靠、舒适等方面的需求日益增长。车地无线通信作为CBTC（Communication-Based Train Control）系统的重要组成部分，为列车的自动驾驶和运行控制提供了可靠的通信手段。然而，城市轨道交通CBTC系统在实际运行中常常遭遇到各种干扰，特别是车辆之间和车地之间的无线通信干扰。二、基于TD-LTE的城市轨道交通CBTC系统干扰机理分析干扰机理分析是干扰抑制研究的基础。首先，对城市轨道交通CBTC系统的组网结构进行了分析，明确了车地通信的干扰路径。然后，通过对各种干扰源的分析，如车辆本身、周边信号源以及建筑物等，了解了城市轨道交通CBTC系统中干扰产生的原因和机理。最后，结合TD-LTE技术的优势和特点，确定了基于TD-LTE的城市轨道交通CBTC系统车地无线通信干扰抑

制的研究方向。三、基于TD-LTE的城市轨道交通CBTC系统干扰模型建立为了研究城市环境下车地无线通信干扰的特点，建立了相应的干扰模型。首先，结合城市轨道交通的实际运行情况，对干扰产生的影响因素进行了分析和归纳。然后，通过实地测试和测量，获取了城市轨道交通CBTC系统中的干扰数据。接着，利用统计学方法对数据进行了分析和处理，得到了车地无线通信干扰模型。最后，通过仿真实验，验证了所建立的模型的准确性和可靠性。四、基于TD-LTE的城市轨道交通CBTC系统干扰抑制方案设计针对城市轨道交通CBTC系统车地无线通信干扰的问题，提出了一系列的干扰抑制方案。首先，通过技术手段对干扰源进行识别和定位，减少了对车地无线通信系统的干扰。其次，通过改进信号处理算法和调度策略，提高了车地无线通信系统的抗干扰能力。最后，通过优化车辆和车站的设计，降低了车辆内部和车地间的干扰程度。通过对各种方案的模拟和仿真实验，验证了其有效性和可行性。五、结论本文以TD-LTE为基础，研究了基于TD-LTE的城市轨道交通CBTC系统车地无线通信干扰抑制的问题。通过分析干扰机理、建立干扰模型以及方案设计等步骤，得出了一系列有效的干扰抑制方案。这些方案可以提高城市轨道交通CBTC系统的性能和可靠性，为城市轨道交通的发展和运营提供了技术支持和参考。然而，本文仅仅是一个初步的探索和研究，还有待进一步的实验和验证。相信通过不断研究和探索，车地无线通信干扰问题将得到更好的解决，为城市轨道交通的发展做出更大贡献

基于LTE技术的地铁车地无线通信技术研究

基于LTE技术的地铁车地无线通信技术研究摘要：在无线通信需求不断增加的前提下，越来越多无线通信技术呈现出快速发展的趋势，但同一空间下的无线信号之间很可能相互干扰。本文围绕着基于LTE技术的地铁车地无线通信技术，结合基于LTE 技术的地铁车地无线通信技术设计方案，探讨了基于LTE 技术的地铁车地无线通信技术设计要点，旨在更好地应对用户激增及新型技术发展带来的挑战，进一步优化基于LTE技术的地铁车地无线通信技术应用。关键词：LTE技术；地铁交通系统；车地无线通信引言城市轨道交通领域离不开数据通信服务，其可以在各个模块之间提供有线及无线信号传输服务，各子模块也能在有线网络的支持下实现信息交互。目前我国城市轨道交通系统中用到的无线通信体系主要为WLAN技术，尽管该技术搭建的无线通信系统可以基本满足城市轨道交通运行中的功能要求，但这项技术在实际应用过程中仍然存在多个方面的问题。而基于LTE技术的地铁车地无线通信技术可以有效弥补各个方面的不足，真正为我国城市轨道交通的快速发展奠定良好基础。 1 基于LTE技术的地铁车地无线通信技术 1.1常见的车地无线通信技术在地铁行业以及无线通信技术快速发展的新形势背景下，目前较为常见的车地无线通信技术主要包括WIMAX、WLAN、LTE、GSM-R等技术。其中WIMAX技术在传输速率、服务质量保障等方面基本达到了地铁PIS车地无线通信的实际需要，并且该技术已在国外铁路应用中记载了相应的案例。但我国仍未对该技术的频率

分配及相关标准作出明确规定，因此该技术实施的可行性仍有待商榷。尽管WLAN 技术已在我国地铁车地无线通信中得到了广泛应用，但该技术本身的安全性相对较差，且覆盖率低、切换频繁、移动场景带宽低、干扰源多，在未来发展进程中很可能随时被新技术所取代。 1.2 LTE车地无线通信技术及其应用 LTE技术相比于传统无线通信技术具有明显优势，其主要适用于高速移动环境，移动速度理论层面上可达500km/h。由于LTE网络可以在专门的频段下使用，因此其本身具有较强的抗干扰性。当前基于LTE技术的车地无线通信技术已有着较为完善的服务质量保障体系，但仍需要根据系统中的不同业务制定不同的服务质量保障策略，确保LTE在移动状态下更好地传输上行图像、视频等数据。目前武汉地铁7号线已在TD-LTE系统中得到了广泛应用，本文以正线LTE系统为例，根据线路分布，正线LTE网络已在各集中站、车辆段、停车场、控制中心分别设立了不同的骨干节点，在此基础上构成了A、B两套独立的环网结构。 2 基于LTE 技术的地铁车地无线通信技术设计方案 2.1 无线频点的选择在无线频点选择过程中，TD-LTE可以选择1.8G的频段，该频段参数应控制在1790~1800MHz以内。其中网络系统A可以选择1790~1795MHz的频段，而网络系统B则可以选择1975~1800MHz的频段，由于两者带宽相同，因此只需要对这两种网络完成组网操作。 2.2 无线覆盖设计在隧道覆盖设计中，由于射频单元需要控制在车站的弱电综合系统之内，因此可以将射频单元放在隧道壁结构的相关位置上。实际上射频单元大多靠近于漏缆，因此可以将无线信号直接传递到线缆，从而使得通信信号在整个隧道内得以全面覆盖。由于射频单元需要利用射频线缆直接与左右两侧的各类漏缆结构相连，一旦车站之间的间距超出车站内射频单元邻近区间的射频覆盖能力，则需要在中间部位加入一个全新的射频单元，从而在整个隧道内部全面覆盖通信信号。

基于TD-LTE的CBTC系统车地通信越区切换性能分析与研究

基于TD-LTE的CBTC系统车地通信越区切换性能分析与研究基于TD-LTE的CBTC系统车地通信越区切换性能分析与研究一、引言作为城市轨道交通的重要组成部分，自动列车控制系统（CBTC）在提高交通运行效率和保证运行安全方面发挥着重要的作用。车地通信是CBTC系统的关键技术之一，负责实现列车与地面基站之间的信息交互，包括列车位置、速度、故障报警等。TD-LTE技术作为一种高速数据传输技术，具备带宽高、传输速率快、抗干扰能力强的特点，逐渐应用于CBTC系统中，以提升车地通信的性能。本文旨在基于TD-LTE的CBTC系统车地通信越区切换性能进行分析与研究，通过模拟实验和数据分析，评估TD-LTE技术在CBTC系统中的可行性和性能表现，并提出相关优化措施，以提高车地通信的可靠性和稳定性。二、TD-LTE技术在CBTC系统中的应用 TD-LTE（Time Division-Long Term Evolution）技术是一种基于时分多址（TDMA）的4G无线通信技术，能够实现高速数据传输和双向通信。传统的CBTC系统多采用专用的通信技术，如GSM-R或Wi-Fi等，但存在带宽不足、传输速率低、抗干扰能力弱等问题。相比之下，TD-LTE技术具有更高的带宽和传输速率，能够满足CBTC系统对大容量数据传输的需求，并具备更好的抗干扰能力。 TD-LTE技术在CBTC系统中的主要应用包括两方面： 1. 列车位置与速度传输：通过TD-LTE技术，列车可以实

时将自身位置和速度信息传输给地面基站，以实现列车定位和调度控制。 2. 故障报警与紧急通信：CBTC系统需要及时获取列车的故障报警信息，并与列车进行紧急通信。TD-LTE技术提供了高速、可靠的数据传输通道，能够满足紧急通信的需求。三、TD-LTE技术在CBTC系统车地通信的性能分析为了评估TD-LTE技术在CBTC系统车地通信中的性能，本文进行了一系列模拟实验，并综合分析数据得出以下结论： 1. 带宽和传输速率：TD-LTE技术具备较高的带宽和传输速率，可以满足CBTC系统对大容量数据传输的需求。相比传统的通信技术，TD-LTE能够更快速地将列车位置、速度等信息传输给地面基站，实现实时的调度控制。 2. 抗干扰能力：TD-LTE技术采用了多址技术，可以有效地抵御多径传播、多用户干扰等问题。通过模拟实验发现，在通信环境较差的情况下，TD-LTE技术仍然能够保持较高的传输速率和稳定性。 3. 越区切换性能：越区切换是CBTC系统中列车从一个无线基站区域切换到另一个无线基站区域的过程。实验结果表明，TD-LTE技术能够实现快速的越区切换，并且切换过程中的通信中断时间较短，对列车运行没有明显影响。四、TD-LTE技术在CBTC系统中的优化措施基于对TD-LTE技术在CBTC系统中的性能分析，本文提出以下优化措施： 1. 基站布局优化：合理布置地面基站，提高基站覆盖范围和信号质量，减少切换时的干扰和通信中断。 2. 强干扰环境下的性能优化：针对CBTC系统在强干扰环境下的性能问题，采用增加发送功率、增加接收灵敏度等措施，

LTE技术在城市轨道交通车地无线通信系统中的应用

LTE技术在城市轨道交通车地无线通信系统中的应用摘要：近年来，我国通信技术发展迅猛，长期演进（Long Term Evolution,LTE）作为3G与4G技术间过渡的技术，被广泛应用在城市轨道交通的无线通信领域。LTE技术立足于无线接入框架的重新构建，可以保障由LTE技术建成的系统具有较高的演进性能与低延时性。此特性可以满足现阶段我国城市轨道交通对无线通信网络架构的需求。关键词：LTE技术；城市轨道 1 案例现状 1.1 LTE技术的基本特征 LTE融合多输入多输出（Multiple-In Multiple Out,MIMO）技术和正交频分复用（Orthogonal Frequency pision Multiplexing,OFDM）技术，能够展现出较高的信息传输速率和频谱效率。并且，LTE技术能够实现对频谱的灵活分配且可以支持新增的无线通信频率，进而达到显著提升无线通信系统覆盖规模与容量的目的。对于城市轨道交通的无线通信网络而言，利用上述LTE技术构建的无线通信网络可以确保整个系统的最低通信延时，并可以为更广的通信媒体覆盖提供高速的无线传输速率。从轨道交通通信重要性角度来看，LTE技术融合MIMO和OFDM技术，能够基本满足轨道交通应用场景对通信网络的一些特殊需求，达到全面优化网络通信，提高系统整体性能的目标。 1.2 设计总体要求案例地区城市轨道交通对LTE-M系统的设计要求大致有：满足轨道交通的服务对象，如信号系统和乘客信息系统（Passenger Information System,PIS）的

相关需求，满足常规的数据传输功能、无线接入功能、基本的网络安全功能、日常的网络管理功能、无线通信系统的业务承载能力以及其他附属功能等。 2 LTE系统性能测试设计为深入探究LTE技术在城市轨道交通车地无线通信网络中综合承载业务的可行性，在我国某研究院进行现场实地测试。测试在1.8 GHz政务网干扰条件真实的电磁环境下进行。使用工程实施的组网结构设计对应用在19号线的LTE-M系统在实际环境中的运行性能进行监测，判断LTE-M系统是否可以满足该轨道无线网络通信对综合承载生产业务的需求。 2.1 测试场地测试场地全线长为8 630.419 m，测试列车的最高运行速度达到140 km·h-1。全线均配备城市轨道交通所需要的所有通信信号系统、牵引供电系统、基础电力基站以及指挥管理系统等，可以全面真实地模拟出城市轨道交通运行可能遇到的各种真实环境情况。 2.2 频段选择现阶段，900 MHz频段的GSM-R铁路专用频段已经难以支持LTE的宽带数据移动业务。因此，可针对无线网络投放地区情况，申请使用城市专网TD-LTE频段，如1 447～1 467 MHz的固定移动用户频段和1 785～1 805 MHz的行业专网频段以及5 850～5 920 MHz的TD-LTE可接受频段。因现阶段5.9 GHz频段的通信技术应用还不太成熟，其空间传输所需功耗过大且应用在城市轨道交通无线通信领域的硬件设备缺失，所以现阶段较适合于LTE技术的城市轨道交通频段只有1.8 GHz和1.4 GHz两种选择。目前，我国1.8 GHz频段基本上已经覆盖郑州、乌鲁木齐、呼和浩特以及兰州等城市的轨道交通，相对于1.4 GHz频段而言，1.8 GHz更适合LTE城市轨道交通的无线通信网络。因此，本次测试选用1.8 GHz频段作为LTE-M系统的测试工作频段。本此测试试验均围绕1 785～1 805 MHz频段展开。LTE分为A网和B网，A网主要负责综合承载，B网只承载基于通信的列车自动控制（Communication Based Train Control,CBTC）业务。A网频段为1 785～1 800 MHz,B网频段为1 800～1 805 MHz。因1.8 GHz频段现已投

上海轨道交通CBTC系统无线车地通信研究及通信异常分析

上海轨道交通CBTC系统无线车地通信研究及通信异常分析陶小婧【摘要】基于通信的列车控制(CBTC)系统采用独立于轨道的车—地双向通信设备实现列车与地面控制系统之间的连续式双向通信.介绍了CBTC系统下无线车地通信原理及通信异常情况,并针对其关键设备无线接入点(AP)进行一定程度的剖析.利用上海地铁11号线的设备,通过现场抽样调查、故障汇总和比较分析等方法,对引起AP设备故障的各个末端原因进行分析,确定了AP设备故障的3种要因及解决方案,提出了建立采用TD-LTE技术的通信架构的设想. 【期刊名称】《上海工程技术大学学报》【年(卷),期】2017(031)002 【总页数】5页(P149-153) 【关键词】基于通信的列车控制系统;无线车地通信;无线接入点;通信异常【作者】陶小婧【作者单位】上海地铁维护保障有限公司通号分公司,上海200235 【正文语种】中文【中图分类】U231.7 随着无线通信技术和轨道交通的发展,以无线通信为基础的列车自动控制系统已成为主流的轨道交通通信系统.基于无线通信的列车控制系统(Communication Based Train Control,CBTC),利用无线通信取代传统的轨道电路,在列车和轨旁设置无线设备,实现列车与地面控制系统之间的连续式双向通信,对列车运行精确控制,

减小列车追踪运行间隔,提高了运行效率,是真正的无线双向“车—地”通信,而无线车地通信的稳定性和可靠性决定了轨道交通信号系统运行的性能.现在上海轨道交通已有多条地铁线路采用了CBTC无线车地通信模式,其中6、7、8、9、11号线采用泰雷兹CBTC系统,10、12、13、16号线采用卡斯柯CBTC系统,但无论哪个公司的系统其通信工作模式及原理都是类似的.本研究以上海地铁11号线CBTC系统为例,对CBTC系统无线车地通信原理及常见的通信异常原因进行分析. 为了适应城市轨道交通系统越来越高的移动性,目前上海轨道交通CBTC系统使用的通信制式是基于IEEE 802.11g协议的无线局域网. CBTC车地通信系统结构从功能上可以分成轨旁通信设备、车载通信设备及控制中心通信设备.轨旁通信设备主要由无线接入点(Access Point,AP)、通信介质(光纤、网线等)以及网络通信设备(交换机、路由器等)组成.车载通信设备安装在列车上,由两个相互独立的车载无线站点适配器(Station Adapter,SA)及连接车载网络的有线网构成.SA通过以太网进行连接,两个SA分别安装于列车两头,用于提供冗余的通信,一定程度上保障了车载无线通信的可靠性.控制中心设备主要有交换机、路由器和网络管理工作站,其中网络管理工作站用于CBTC通信系统集中管理和控制通信设备. 2.1 工作原理列车在轨道区间内运行时通过查询应答器装置实现列车位置和速度的测定;通过位于轨道边的AP设备将列车位置、速度信息发送给位于区域集中站的区域控制器(Zone Controller,ZC).ZC每周期将列车的目标位置、速度及线路参数等信息形成移动授权(Move Authority,MA),通过无线通信传输发送给后续列车;后续列车收到信息后,根据前车运行状态、线路参数、列车运行状态、列车参数等信息,采用一定的算法,同时依据信号故障安全原则,预测该列车在一个信息周期末的状态能否满足列车追踪间隔要求,从而确定驾驶策略,实现列车在区间内高速、平稳运行,实现车地

城市轨道交通延伸工程信号系统车地无线通信技术方案研究

城市轨道交通延伸工程信号系统车地无线通信技术方案研究就城市轨道交通延伸工程信号系统车地无线通信技术方案的选择进行探讨。首先，介绍无线通信技术中的主要技术方案——WLAN 技术和 LTE 技術。其次，在既有工程普遍采用WLAN 技术，而新建工程采用LTE 技术的背景下，延伸工程信号车地无线通信方案主要可分为 3 种：延伸工程与既有工程保持一致，全线采用WLAN 技术；改造既有工程为LTE 技术，全线采用LTE 技术；既有工程采用WLAN 技术，延伸工程则采用LTE 技术。最后，给出 3 种技术方案的实施方案比选，特别对WLAN 与LTE 共存方案进行了详细的阐述，为信号设计方案的选择提供依据。标签：城市轨道交通；信号系统；无线通信；WLAN；LTE 0 引言近年来，基于通信的列车控制（Communication Based Train Control，CBTC）系统[1]已成最为主流的列车信号控制系统。为实现对列车的监督与控制，CBTC 系统利用无线通信技术实现车地双向数据通信[2]，传输涉及行车安全的重要数据信息。随着对列车运行速度及运营能力要求越来越高，列车运行控制对车地无线传输的可靠性、可用性也提出了更高要求。目前城市轨道交通中已建成的轨道交通信号系统普遍采用802.11 无线局域网技术（WLAN）承载车地无线列控信息。由于WLAN 技术易受到民用WIFI 设备等同频干扰，在建及新建线路大多采用TD-LTE 技术方案作为信号车地无线通信系统方案。而对于延伸工程，是采用与既有工程一致的WLAN 技术，亦或更新为TD-LTE技术，成为目前信号系统设计过程中一个需要重点探讨的问题。基于既有轨道交通线路的延伸改造已经十分普遍，本文就如何实现城市轨道交通延伸工程信号系统车地无线通信技术进行了研究。 1 车地无线通信系统 CBTC 信号系统中的车地无线通信系统实现了各信号子系统之间的列车控制信息、维护信息等的传输，实现了轨旁信号设备与车载设备之间连续、双向的数据通信。目前城市轨道交通中信号系统车地无线通信技术主要有WLAN 技术和TD-LTE 技术。 1.1 WLAN 技术目前，已建成的城市轨道交通车地无线通信系统采用的技术基本为802.11 系列无线局域网技术[3]，工作于开放频段 2.4GHz ISM。随着无线通信技术的发展，CBTC 车地通信越来越容易受到民用WIFI 设备的同频干扰。在多个城市的轨道交通线路中已发生了因民用WIFI设备同频干扰，导致车地通信中断、影

城市轨道交通车地通信综合承载系统(LTE-M)性能测试与分析

城市轨道交通车地通信综合承载系统(LTE-M)性能测试与分析朱东飞;洪婷【摘要】Since the module of each communication subsystem is completely independent in urban rail transit system,the independent network building causes densely-laid cables along metro rail and complex structure,wasting a large amount of precious frequency resources.At present,the technology of WLAN based on IEEE802.11 is widely used in the field of train-ground wireless,which has some major defects like serious frequency interference,high performance bottleneck and so on.To solve these problems,the use of LTE (long term evolution) in urban rail transit wireless communication system is recommended,an integrated transport service capacity system (LTE-M) for urban rail transit LTE-based LTE is designed,and the performance of the LTE-M system is tested in Wuhan metro.The result shows that the LTE-M system is stable with good integrated service capacity,which can not only satisfy the transmission requirements of CBTC system,but also provide better channels for PIS (passenger information system) and CCTV.%在城市轨道交通系统中,各子系统车地通信模块是完全独立的.独立建网造成城市轨道交通沿线缆线密集,结构复杂,对珍贵的频率资源也造成了极大的浪费.目前车地无线普遍采用基于IEEE 802.11的WLAN(无线局域网)技术,该技术存在频点干扰严重、高速性能瓶颈等重要缺陷.为了解决这些问题,将LTE(长期演进)应用到城市轨道交通的车地无线通信系统是很有必要的.设计了基于LTE的城市轨道交通车地通信综合承载系统(LTE-M),并在武汉地铁进行了LTE-M系统的性能测试.测试结果表明:LTE-M系统具有系统稳定、综

基于TD-LTE 的城市轨道交通车地无线通信综合业务承载方案研究

基于TD-LTE 的城市轨道交通车地无线通信综合业务承载方案研究作者：潘琳张大龙来源：《中国新通信》 2018年第23期前言：作为保障城市轨道交通安全运营的重要环节，车地无线通信综合业务必须满足安全性、可靠性、可用性需求，但由于传统的WLAN 技术存在运行速度限制、覆盖距离短、无线干扰严重等不足，不适用于综合业务承载。为设法弥补这种不足，本文围绕基于TD-LTE 的城市轨道交通车地无线通信综合业务承载方案开展具体的研究。一、城市轨道交通车地无线通信综合业务承载需求 1.1 乘客信息系统（PIS） PIS 系统依托多媒体网络技术，以计算机系统为核心，以车站和车载显示终端为媒介向乘客提供信息服务的系统。 1.2 CBTC 系统 CBTC（Communication Based Train Control System）列车自动控制系统，该系统是一种采用先进的通信、计算机技术、连续控制、监测列车运行的信号系统。特点是实现车—地间的双向通信，用无线双向通信代替轨道电路实现了对列车运行的控制，有效、安全的提高线路通过能力并缩短行车间隔。 1.3 视频监视系统（CCTV） CCTV 系统提供车地高清视频传输业务，实时监控车厢内一举一动，提供实时动态图像传输，以应对紧急突发事件。车地无线通信综合业务承载需求汇总如表1 所示。二、城市轨道交通车地无线通信综合业务承载方案 2.1 网络总体架构控制中心级子系统布置核心网设备，控制中心级子系统布置核心网设备，负责与中心服务器、视频服务器通过以太网交换机接口，接收视频信息并将相关信息通过TD-LTE 无线网络传输到列车上。轨道子系统在车站站台布置LTE 基站的BBU 和RRU 设备，覆盖站台周边区域，根据无线信号覆盖的要求在隧道区间布置RRU 设备延伸无线覆盖，实现与车载无线设备之间的无线数据通信。 2.2 无线覆盖方案

城市轨道交通CBTC系统中LTE技术的应用

城市轨道交通CBTC系统中LTE技术的应用摘要：在我国城市化进程中，轨道交通事业取得快速发展，但是轨道交通运营的安全也成为社会普遍关注的问题。在智慧城市建设中，LTE技术在城市轨道交通CBTC系统中的应用，有助于提升系统的可靠性与安全性，确保轨道交通事业在我国的健康发展。因此对城市轨道交通CBTC系统中LTE技术的应用进行研究具有重要意义。关键词：城市轨道交通；CBTC系统；LTE技术；应用基于通信的列车控制系统就是CBTC，该系统运行的原理是通过列车和地面设备之间的双向通信，用实时汇报列车位置和计算移动授权的移动闭塞来实现列车运行控制。下面就对城市轨道交通CBTC系统中LTE技术的应用进行分析，希望可以为相关研究人员及工作人员提供一些参考意见。 1城市轨道交通 CBTC 系统LTE技术简介 LTE是一种基于大带宽的高速无线通讯技术，目前在轨道交通行业，很多国家加大了对LTE系统的应用，并取得了良好的效果。FD-LTE频分系统和TD-LTE时分系统是LTE系统的两个重要组成部分，我国主导并研究了TD-LTE，该系统最大的优势就是可以对业务进行优先划分，且配置十分灵活，并且具有较强的抗干扰性能。其技术优势包括如下几个方面：（1）网络采用扁平化架构，降低整体系统时延，满足关键任务中指令的上传下达，改善用户体验，降低部署和运营成本。（2）频谱配置灵活，支持1.4MHz/3MHz/5MHz/10MHz/20MHz带宽，可根据不同的频带资源和容量需求进行灵活调整。在20M的带宽内可实现下行 100Mbps，上行50Mbps的系统峰值速率。（3）具有较好移动性，可实现终端移动速度为0~15km/h时拥有最佳性能，15~120km/h 有较好性能，120~ 350km/h保持连接，确保不掉线。（4）延迟小，子帧长度为0.5ms和0.675ms，解决了向下兼容的问题并降低了网络时延，控制面延迟小于100ms，用户面时延小于 5ms。（5）通过系统设计和严格的多级QOS机制，能够保证不同业务优先级和实时业务的服务质量。（6）采用分层安全机制，无线链路和核心网需要有各自的密钥，用户安全终止于eNB，提供高于2G/3G的安全协议保障。 2城市轨道交通CBTC系统中LTE技术的应用车-地无线通信LTE设备一般是由核心层、终端层、接入层三个部分组成。 2.1整体架构核心层是整个无线网络关键部分，完成无线传输数据的汇聚与分发，与其它业务子系统互联，为它们提供可靠的双向数据通信服务，所有的无线接入数据都需要通过核心层与外部系统通信。同时负责整个网络的管理与维护。接入层提供沿线无线接入服务，同时上行接入地面有线网络，与中心子系统对接，完成对各类业务的数据传输。终端层由车载无线终端组成，用于连接轨旁无线网络。TD-LTE系统采用冗余设计架构，因此需要考虑采用A/B红蓝双网覆盖方案，如上图所示。A/B双网采用独立网络方式，每张网内各有1套核心网和基站系统，完全覆盖行车区域。A/B双网的基站的天馈接口通过合路器汇接后与泄漏电缆或天线连接，实现无线信号的覆盖。

CBTC系统中WLAN干扰分析与优化研究

CBTC系统中WLAN干扰分析与优化研究 CBTC系统中WLAN干扰分析与优化研究一、引言随着城市轨道交通的快速发展，CBTC（无线列车控制系统）作为一种先进的列车控制系统得到了广泛的应用。CBTC系统通过使用无线通信技术，实现了列车与基础设施之间的全时、双向的信息传输，为实现高效、安全的列车运营提供了有力的支持。然而，在现实应用中，CBTC系统往往会面临WLAN（无线局域网）干扰问题。WLAN作为一种常见的无线通信技术，其频段也与CBTC系统所使用的通信频段有一定的重叠。因此，合理分析和优化WLAN干扰对CBTC系统的影响，对于确保CBTC系统的可靠性和稳定性至关重要。二、WLAN干扰对CBTC系统的影响 1. 通信质量下降：WLAN干扰会使CBTC系统的通信质量下降，导致数据传输的可靠性降低。这可能会导致列车运行信息的延迟或丢失，从而影响列车的运行安全和运行效率。 2. 信号干扰：WLAN干扰会导致CBTC系统中的信号干扰，干扰信号的接收和解码，甚至可能引发误解码，造成误操作或误判断。 3. 系统故障：由于WLAN干扰，CBTC系统可能会遭受系统故障，引发重要数据的丢失或损坏，甚至导致系统崩溃，造成服务中断。三、CBTC系统中WLAN干扰分析 1. 干扰源分析：首先，需要对CBTC系统中存在的WLAN干扰源进行分析。包括查明WLAN信号源的类型、功率以及传输范

围等关键信息。可以通过频谱分析仪等设备来收集和分析干扰源的参数信息。 2. 干扰特性分析：对干扰源的特性进行深入分析，包括干扰信号的频率、幅度、持续时间等。通过对干扰特性的分析，可以判断WLAN干扰对CBTC系统的影响程度，并为后续的优化措施提供参考。 3. CBTC系统性能测试：利用专业的测试设备对CBTC系统的性能进行测试，包括数据传输延迟、信号强度、信噪比等指标。通过测试数据的收集和分析，可以进一步了解WLAN干扰对CBTC系统的影响，并辅助优化研究的进行。四、CBTC系统中WLAN干扰的优化研究 1. 信道选择：通过选择合适的频段和信道，将CBTC系统与WLAN系统的工作频段相分离，降低干扰概率。 2. 信道规划：根据实际情况和现有干扰源的分布情况，合理规划CBTC系统中的信道，使得各个信道之间的干扰最小化。 3. 技术改进：借鉴其他频段共存技术的经验，对CBTC系统进行技术改进，提高系统抗干扰能力。 4. 设备防护：加强对CBTC与WLAN设备的屏蔽和防护，降低外界干扰的影响。五、总结与展望 CBTC系统中WLAN干扰是一种常见的问题，影响着CBTC系统的稳定性和可靠性。针对这一问题的研究，可以通过干扰分析和优化措施的研究，提升CBTC系统的工作效率和稳定性。未来的研究可以进一步加强对WLAN干扰特性的分析，并结合实际应用场景提出更精确的优化措施来应对干扰问题，为城市轨道交通的发展提供更为可靠的保障

城市轨道交通CBTC系统数据通信子系统的研究与设计

城市轨道交通CBTC系统数据通信子系统的研究与设计城市轨道交通CBTC系统数据通信子系统的研究与设计城市轨道交通是现代城市中重要的公共交通工具之一，而CBTC（Communication-Based Train Control）系统则是城市轨道交通中控制列车运行的关键技术。CBTC系统基于数据通信子系统，实现了列车之间以及列车与控制中心之间的实时数据交互。本文将对城市轨道交通CBTC系统数据通信子系统进行研究与设计。一、CBTC系统简介 CBTC系统是通过通信技术实现对列车运行的控制和监控，以提高轨道交通的运行效率和安全性。传统的固定区间控制系统只能通过轨道上的设备控制列车的运行，而CBTC系统将控制信息通过数据通信传输，实现对列车的分布式控制和监控。 CBTC系统按照功能划分可以分为四个子系统：列车控制子系统、数据通信子系统、移动车站子系统和车载设备子系统。本文重点研究和设计CBTC系统中的数据通信子系统，该子系统负责实时数据的传输与处理，是CBTC系统的核心部分。二、CBTC系统数据通信子系统的设计需求数据通信子系统是CBTC系统中负责实时数据传输的关键部分，其设计需要考虑以下几个方面的需求： 1. 实时性：由于列车运行速度较快，数据通信需具备较低的时延和高的实时性，以保证列车运行的准确性和安全性。 2. 可靠性：由于CBTC系统关乎广大乘客的安全，数据通信子系统需具备高可靠性，在各种干扰和故障情况下能够正常传输数据。 3. 安全性：CBTC系统涉及到列车运行的控制和调度，数

据通信子系统需具备高的数据安全性，以防止未经授权的数据访问和恶意攻击。 4. 扩展性：城市轨道交通网络规模庞大，数据通信子系统需具备良好的扩展性，以适应未来轨道交通网的发展。三、CBTC系统数据通信子系统设计方案基于以上需求，我们设计了以下的CBTC系统数据通信子系统方案： 1. 数据传输方式：采用无线通信，利用高速可靠的无线网络进行数据传输。通过建立基于IP协议的数据网络，实现对列车运行数据、轨道状态数据等实时数据的传输。 2. 通信协议：采用开放标准的TCP/IP协议进行数据通信，具备优秀的可扩展性和互操作性。同时，为了提高通信效率和稳定性，可以结合CDCS（Continuous Data Communication System）等异地冗余技术。 3. 数据加密与安全：数据通信子系统采用对称加密和非对称加密相结合的方式，对传输的数据进行保护。同时还要结合数字签名等技术，确保数据的完整性和真实性，防止数据被篡改。 4. 时延控制：数据通信子系统要配备高性能的交换机和路由器，利用流量调度算法和QoS（Quality of Service）等技术，控制数据传输的时延，并确保CBTC系统的实时性。 5. 异常处理：针对数据通信过程中可能出现的异常情况，设计相应的异常处理机制，如冗余链路备份、自动重传机制等，以保证数据传输的可靠性和稳定性。四、结论本文对城市轨道交通CBTC系统数据通信子系统进行了研究与设计。数据通信子系统是CBTC系统的核心部分，负责实

地铁通信LTE干扰技术分析

地铁通信LTE干扰技术分析摘要：西安地铁十四号线车地无线通信系统采用TD-LTE技术，承载列车控制CBTC业务、PIS流媒体业务、车载CCTV业务、列车运行状态信息、紧急信息文本下发等业务。LTE采用双网组网，A网承载以上五种业务，B网单独承载列车控制CBTC业务，以此保证列车控制CBTC业务的可靠传输。本文通过14号线2021年试运行期间发生的5起典型故障分析，为轨道交通行业采用LTE技术的建设单位、运营单位提供LTE干扰解决方案。关键词：地铁；LTE；干扰；频段 1.LTE系统构成 14号线TD-LTE系统由控制中心子系统、车站子系统、车载子系统三部分组成，采用频段为1790-1805MHz，共计15MHz带宽。其中A网10MHz载波带宽同频组网承载列车控制CBTC业务、PIS流媒体业务、车载CCTV业务、列车运行状态信息、紧急信息文本下发五种业务，B网5MHz带宽同频组网单独承载信号CBTC 业务。A、B双网络完全独立，并行工作，互不影响，从而保障信号CBTC业务的高可靠性，A网和B网采用相邻异频组网，采用相同的时隙配比，避免相互之间的干扰。 LTE系统架构图 1.故障分析

14号线在2021年试运行期间发生5起因频率干扰引起的列车控制CBTC业务故障，现针对具体故障分析如下： 2.1故障现象第1起：5月25日18:00 ，1410电客车辛王路上行进站前约一个站台门左右距离，前方出站信号机显红，列车产生紧制，司机显示器(HMI)显示红手掌，紧制灯亮，司机CM-C(CBTC人工驾驶）动车后恢复AM-CTC（自动驾驶）。第2起：5月30日22:42，1401电客车在入场线转换轨IV道距停车标前5 米处产生紧制，显示红手掌，司机缓解紧制后动车回场。第3起：6月17日19:37，1406电客车在新寺站上行HMI显示红手掌，产生紧制，未降级，司机缓解紧制后以AM-CTC（自动驾驶）动车。第4起：6月20日22:45，1409电客车转换轨Ⅳ道不明原因紧制并降级，司机以RM模式缓解紧制后回场。第5起：6月20日23:30，1409电客车AM-CTC（自动驾驶）模式运行至转换轨Ⅳ道距停车标约4米时不明原因紧制并降级，司机以RM (限制下的人工驾驶)模式缓解紧制后回场。 2.2调查分析将以上5起故障按照故障发生的地点分为两类： 2.2.1第一类：第1起和第3起故障发生地点在地下车站区间轨行区LTE漏缆覆盖的位置，下面抽取5月25日故障作为典型案例进行分析： 2.2.1.1根据故障时间点，提取基站侧ping包日志，从LTE网管终端ping 车载TAU，发现AB网在紧制时间点连续大时延加丢包。

轨道交通信号控制专业毕业论文选题(100个)

轨道交通信号控制专业毕业论文选题基于WIFI无线传感器网络的轨道车辆检测系统基于GPS定位的交叉口快速公交信号优先控制方法研究基于TD-LTE的城市轨道交通车地无线通信综合业务承载方案研究城市轨道交通系统突发客流的分析与预测预警研究基于萤火虫算法的城市轨道交通节能运行控制研究考虑车站乘客均衡分布的城市轨道交通客流协同控制研究地铁制动系统测试试验台设计 PMSM-DTC转矩脉动抑制原理研究电力系统广域时滞信号优化选择及阻尼控制研究城市轨道交通CBTC系统弹性评估方法研究高速动车五自由度激励接地装置试验台的开发与研究城市轨道交通列车运行多目标优化及智能控制方法研究轨道交通列车碰撞防护技术研究轨道交通车载信号设备三维仿真系统研究

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轨道交通信号设备研发过程的技术风险管理研究北京地铁10号线牵引变流器控制系统设计与实现基于模糊贝叶斯网络的城市轨道交通运营安全风险评估研究城市轨道交通列车运行多目标优化及智能控制方法研究西门子城市轨道交通信号行业竞争战略分析基于轨道交通设备的电磁兼容实验室方案设计基于再生制动过程预测的地铁列车节能调整方法轨道交通施工期交通信号控制优化方法轨道交通信号系统关键技术研究与应用城市轨道交通列车运行调整问题建模与算法设计基于最优限速和信号优化的路网均衡配流效果研究轨道交通ATS-Mimic通信控制软件的研究与设计虚拟轨道车辆驱动技术研究城市轨道交通列车运行控制三维仿真平台关键技术的研究轨道交通车载控制器实时时序行为的监控方法研究

轨道交通无线通信综合承载网解决方案研究

轨道交通无线通信综合承载网解决方案研究作者：孙贇来源：《中国新通信》 2017年第19期孙贇中国通号上海工程局集团有限公司【摘要】伴随着城市轨道交通的快速发展，乘客和轨道交通的车地无线通信需求也变得十分迫切，一方面要满足乘客庞大的无线多媒体信息需求，另一方面要保证城市轨道交通车地无线通信系统的安全性。文章主要从宁高城际轨道禄高段工程的实际出发，提出了适用于轨道交通行业的基于 TD-LTE 无线通信综合承载网解决方案，可供参考。【关键词】城市轨道交通无线通信 TD-LTE 技术实践证明，基于无线局域网的车地通信网络存在一定局限性，包括不能设置优先级、不适合车地通信的综合承载等，基于此，提出了长期演进（TD-LTE）技术一体化基站的城市轨道交通无线通信方案，其可在高速运动情况下同时承载CBTC、CCTV 和 PIS 等业务系统。一、 TD-LTE 技术的概述 LTE 是基于 OFDMA（正交频分复用多址接入）技术、由 3UPP（第三代合作伙伴计划）制定的全球通用技术标准。在 20MHz 带宽组网情况下，上下行峰值速率分别可达100Mbit/s、 50Mbit/s，并且采用扁平化架构以减少控制平面和用户平面时延。LTE 采用了 OFDM（正交频分复用）、HARQ （混合反馈重发）、 MIMO （多输入多输出）等先进技术，这些技术能够大幅提升频谱效率、传输速率和抗干扰能力，同时能够支持综合业务承载（满足不同优先级合理分配调度和高移动速度特性），并采用安全机制和抗干扰的方法来保障无线数据传输的安全性、可靠性。 TD-LTE 是 TDD（时分复用）的 LTE 技术，是一种专门为移动高宽带应用而设计的无线通信标准，是第 4 代移动通信技术国际通信标技术标准。二、TD-LTE 技术在城市轨道交通车地无线通信系统的应用 2.1 轨道交通车地无线通信系统拓扑结构一个完整的轨道交通车地无线通信系统拓扑结构应是基于 IP 架构的，其系统应支持话音和数据的 VPN 服务，同时为满足轨道交通线路适度保持其相互独立，应由不同线路的网络管理终端管理各自的设备和用户，做到互不干扰。其主要由以下部分组成：（1）中心设备：包括服务器、基站设备、固定台和交换机等；车站车辆段停车场设备包括BBU、RRU、固定台、漏缆和天线。RRU 放置在车站中心机房，隧道区间或高架桥通过漏缆进行无线信号覆盖；站台和站厅通过室内全向天线覆盖，BBU 和 RRU 之间通过光纤连接，而 BBU 与核心网之间通过传输系统提供的传输通道进行连接；轨旁设备包括漏缆、RRU 和天线[1] 。（2）基带控制单元 BBU：其主要功能是集中管理整个基站系统，包括操作维护和信令处理，提供系统时钟，完成上、下行数据处理功能，实现与传输网络的信息交互，与射频模块进行通信。