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1、城市軌道交通無線通信技術(shù)應(yīng)用探析城市軌道交通無線通信技術(shù)應(yīng)用探析【引言】:隨著城市軌道交通的快速開展,建立平安可靠、高效穩(wěn)定的車地?zé)o線通信系統(tǒng)是進(jìn)步運(yùn)營效率、管理質(zhì)量、用戶體驗(yàn)的必要手段。地面與高速行駛車輛時速80k/h之間的數(shù)據(jù)傳輸通道需要在高速挪動的狀態(tài)下,具備優(yōu)秀的快速接入性、實(shí)時傳輸性、帶寬調(diào)整性和抗干擾性等特點(diǎn)。1.在軌道交通使用環(huán)境下無線通信技術(shù)分析目前,應(yīng)用于軌道交統(tǒng)統(tǒng)信、信號的主流無線通信技術(shù)有基于802.11a的LAN及LTE兩種,代表著將來的開展方向和趨勢。以下將結(jié)合軌道交通的實(shí)際應(yīng)用情況對兩種技術(shù)進(jìn)展介紹。1.1基于802.11a的LAN技術(shù)介紹IEEE802.11a,是

2、一個802.11無線局域網(wǎng)LAN通信標(biāo)準(zhǔn)。LAN標(biāo)準(zhǔn)從1997年第一代公布以來,經(jīng)歷了802.11、802.11b、802.11g/a、802.11n、802.11a的開展過程。結(jié)合軌道交通的環(huán)境特性,其主要技術(shù)特性如下:1.1.1在軌道交通領(lǐng)域,系統(tǒng)可支持2.4GHz/5.1GHz/5.8GHz無線頻段,具備更多的選擇,且工作在IS頻段公用頻率,對于頻率使用只需要進(jìn)展報備,無需專項(xiàng)申請;1.1.2LAN技術(shù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基于數(shù)據(jù)鏈路層,系統(tǒng)開銷小,采用最高至256-QA的調(diào)整方式,理論上在160Hz的無線頻率資源,靜止?fàn)顟B(tài)可提供不小于1Gbit/s的傳輸速率。實(shí)際軌道交通環(huán)境列車運(yùn)動狀態(tài)下的平均傳

3、輸速率300bit/s;頻普轉(zhuǎn)換率接近到1:1:85,業(yè)務(wù)的帶寬支持才能強(qiáng)。1.1.3網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用雙向非對稱設(shè)計(jì)、上、下行采用統(tǒng)一正交頻分復(fù)用FD技術(shù),但系統(tǒng)采用競爭接入形式,業(yè)務(wù)的接入無法有效實(shí)現(xiàn)保障性的帶寬控制,多業(yè)務(wù)的QS保障存在局限性,同時也無法實(shí)現(xiàn)針對業(yè)務(wù)進(jìn)展上下、下行數(shù)據(jù)的按需靈敏配置。1.2TD-LTE技術(shù)介紹LTE是由3GPP組織制定的通用挪動通信系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的長期演進(jìn)。LTE系統(tǒng)引入了FD和I等關(guān)鍵技術(shù),顯著增本文由論文聯(lián)盟搜集整理加了頻譜效率和數(shù)據(jù)傳輸速率,在20Hz頻譜帶寬,22I天線的形式下,理論下行最大傳輸速率為201bit/s,但根據(jù)實(shí)際組網(wǎng)以及終端才能限制,一般認(rèn)

4、為下行峰值速率為100bit/s,上行為50bit/s。結(jié)合軌道交通的環(huán)境特性,其主要技術(shù)特性如下:1.2.1在軌道交通領(lǐng)域,系統(tǒng)僅支持1.8GHz專用頻率,選擇較為單一。使用1.8GHz頻率時需要進(jìn)展專項(xiàng)申請,一般在合法的情況下可以爭取到10Hz的頻率帶寬。1.2.2TD-LTE技術(shù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基于網(wǎng)絡(luò)層,系統(tǒng)開銷相對較大,采用64-QA調(diào)整方式下靜止?fàn)顟B(tài)下頻譜轉(zhuǎn)化率可到達(dá)1:5,運(yùn)動狀態(tài)下利用率接近1:1:5,采用10Hz的無線頻率資源,靜止?fàn)顟B(tài)可提供不小于50bit/s的傳輸速率,運(yùn)動狀態(tài)下的邊緣有效傳輸帶寬可達(dá)15bit/s。1.2.3網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用雙向非對稱設(shè)計(jì),上行采用單載波頻分多址S-

5、FDA,下行采用正交頻分多址FDA。1.2.4系統(tǒng)采用TDD時分雙工方式,同時引入同步時鐘系統(tǒng),可以在有效劃分業(yè)務(wù)的同時,確保各業(yè)務(wù)的QS。業(yè)務(wù)保障性才能強(qiáng)【1】。2通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用2.1LAN局域網(wǎng)LANirelessLalAreaNetrks,局域網(wǎng)的多媒體信息傳輸技術(shù)基于802.11協(xié)議族,IEEE802.11a規(guī)定LAN的頻點(diǎn)為5GHz,數(shù)據(jù)傳輸速率為1-2b/s是一種適用于室內(nèi)挪動環(huán)境的通信技術(shù)。2.23G技術(shù)3G第三代挪動通信技術(shù)具有TD-SDA、DA200和DA三種不同的制式,3G技術(shù)不僅可以對音頻等多媒體形式進(jìn)展處理,還能為客戶提供電子商務(wù)、網(wǎng)頁閱讀和電話會議等多

6、種效勞。其中,3G數(shù)據(jù)效勞的重點(diǎn)是多媒體業(yè)務(wù),因此3G技術(shù)必須具備較高的傳輸速率才能要求。2.3i-Fi技術(shù)i-FiIreless-Fidelity,保真技術(shù)和藍(lán)牙技術(shù)有一定的相似性,i-Fi也屬于短距通信技術(shù)。3.無線通信技術(shù)在城軌交通車地通信中應(yīng)用的優(yōu)勢3.1多種網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案,進(jìn)步系統(tǒng)穩(wěn)定性無線通信站點(diǎn)是通過基站進(jìn)展無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋,單個分布在隧道的基站覆蓋范圍可達(dá)1.2k。另外,基站的組網(wǎng)設(shè)置原那么比擬靈敏,根據(jù)列車的運(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)覆蓋的重疊長度,可保證高速環(huán)境下成功的進(jìn)展越區(qū)切換,進(jìn)步數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。3.2使用專用頻段,無線網(wǎng)絡(luò)抗干擾才能強(qiáng)挪動通信技術(shù)采用的是專用頻段,不同于LAN的公共頻段,其干擾源少,抗干擾才能強(qiáng),保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?.3蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù),數(shù)據(jù)傳輸容量大挪動通信技術(shù)也稱為蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信,通過設(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,極大進(jìn)步了數(shù)據(jù)傳輸量。3.4多種數(shù)據(jù)加密方式,數(shù)據(jù)平安性高無線通信的鑒權(quán)中心主要有兩個功能:一是對用戶的ISI號進(jìn)展鑒權(quán),防止非本網(wǎng)絡(luò)用戶接入網(wǎng)絡(luò);二是為無線途徑上的通信數(shù)據(jù)進(jìn)展加密,保證了通信數(shù)據(jù)的平安性。3.5網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大,降低組網(wǎng)本錢挪動通信網(wǎng)絡(luò)具有多種業(yè)務(wù)功能,除了根本語音通信業(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)。結(jié)語無線通信

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