主頁（http://www.130131.com）：車地通信新趨勢--LTE-M（4G）成軌道交通通信下一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)

　　北京地鐵車地通信面臨的挑戰(zhàn) 

　　北京地鐵現(xiàn)已開通17條線465公里，日均客運(yùn)量超過千萬人次，高峰時(shí)同時(shí)有900多列車運(yùn)行，是世界上最繁忙的城市軌道交通系統(tǒng)之一。隨著北京地鐵的快速發(fā)展，支撐安全運(yùn)營的生產(chǎn)業(yè)務(wù)不斷增加，車地通信功能和性能面臨挑戰(zhàn)，迫切需要可靠傳輸信號系統(tǒng)（CBTC）的列車狀態(tài)信息和行車控制命令以保證行車安全；迫切需要及時(shí)回傳在線列車車內(nèi)視頻，向乘客通報(bào)緊急情況，以保證公共安全和緊急狀況的應(yīng)急處置。與國內(nèi)其他城市一樣，目前目前北京地鐵CBTC信號系統(tǒng)、PIS（CCTV）中車地信息傳輸均獨(dú)立設(shè)置的WiFi系統(tǒng)。由于WiFi系統(tǒng)存在如下問題：采用公用頻段，易受干擾；沒有多業(yè)務(wù)優(yōu)先級保障機(jī)制，不適用于綜合承載；高速移動場景帶寬的穩(wěn)定性也無法保障；CBTC系統(tǒng)、PIS(CCTV)系統(tǒng)獨(dú)立建網(wǎng)，頻率資源浪費(fèi)。因此車地通信已經(jīng)成為北京地鐵安全運(yùn)營面臨的主要瓶頸之一。 

　　LTE-M綜合業(yè)務(wù)承載解決方案匹配軌道交通需求 

　　對于車地通信面臨的挑戰(zhàn)，北京市軌道交通安全運(yùn)營領(lǐng)導(dǎo)小組高度重視，在北京市交通委，科委，經(jīng)信委領(lǐng)導(dǎo)下，北京市軌道交通建設(shè)管理有限公司會同軌道交通指揮中心，北京地鐵運(yùn)營公司，組織北京交通大學(xué)，通號院有限公司以及通信和信號的國內(nèi)主流廠商華為、中興、鼎橋、北京交控科技、卡斯柯等在LTE基礎(chǔ)上共同提出了滿足城市軌道交通綜合業(yè)務(wù)需求的車地通信系統(tǒng)（LTE-M）成立聯(lián)合攻關(guān)組展開系統(tǒng)性研究工作。 

　　目前，LTE-M系統(tǒng)已完成了實(shí)驗(yàn)室和試驗(yàn)段測試并通過了專家評審，測試結(jié)果證明：LTE-M系統(tǒng)用于承載軌道交通綜合業(yè)務(wù)，在保障CBTC業(yè)務(wù)高可靠傳輸?shù)耐瑫r(shí)，能夠同時(shí)滿足緊急文本下發(fā)和列車實(shí)時(shí)狀態(tài)的傳輸需求，且能為車載視頻監(jiān)控和乘客信息等業(yè)務(wù)提供有效的傳輸通道。 

   LTE-M綜合承載網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

   LTE-M 是針對軌道交通安全運(yùn)營綜合業(yè)務(wù)需求定制的專用通信系統(tǒng)，全網(wǎng)配置完全冗余，能夠確保單點(diǎn)故障下信號系統(tǒng)安全。與傳統(tǒng)解決方案相比，LTE-M系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)： 

　　1. 高可靠的抗干擾能力 

　　LTE有著系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)，可將干擾控制到最低來保證整體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，有效降低網(wǎng)絡(luò)整體干擾水平。LTE-M在繼承了LTE高可靠抗干擾能力的同時(shí)，還創(chuàng)新性的引入了工程部署的抗干擾措施，通過車載天線和地面漏纜的布放實(shí)現(xiàn)了對干擾信號的最大屏蔽，同時(shí)優(yōu)化了上行調(diào)度算法，使得上行業(yè)務(wù)的帶寬保障更加精確和高效。在試驗(yàn)段測試中，面對干擾源-45dbm極高強(qiáng)度的干擾，LTE-M系統(tǒng)通過工程化抗干擾措施以及優(yōu)化調(diào)度算法，依然能夠滿足CBTC業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行。 

　　2. 高效的多業(yè)務(wù)優(yōu)先級保障機(jī)制 

　　LTE提供9級QoS保障機(jī)制，LTE-M針對軌道交通業(yè)務(wù)進(jìn)行了定制化優(yōu)先級匹配，對低優(yōu)先級業(yè)務(wù)進(jìn)行了需求帶寬控制。LTE-M無線綜合通信系統(tǒng)承載了CBTC業(yè)務(wù)信息、緊急文本信息、列車運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測信息、車載視頻監(jiān)控信息和乘客信息，根據(jù)各業(yè)務(wù)對可靠性、時(shí)延的要求，系統(tǒng)為其分配不同的優(yōu)先級。在同時(shí)傳輸CBTC、列車狀態(tài)監(jiān)測、車載視頻監(jiān)控信息和乘客信息時(shí)，高優(yōu)先級業(yè)務(wù)帶寬保障就能確保高優(yōu)先級業(yè)務(wù)，如CBTC業(yè)務(wù)信息的傳輸，保障行車安全，提升運(yùn)營效率。 

　　3. 高速移動下的穩(wěn)定傳輸 

　　LTE在設(shè)計(jì)上已考慮了高速移動場景，通過自動頻率控制改善無線鏈路的穩(wěn)定性，提升高速場景下的傳輸穩(wěn)定性，能夠滿足每小時(shí)200公里高速移動場景下列車車地通信傳輸要求。LTE-M系統(tǒng)繼承了LTE高速傳輸穩(wěn)定的特性，還針對軌道交通的特性引入了基于頻偏的切換技術(shù)，確保了高可靠性的無損切換。 

　　城市軌道交通跨入4G無線通信時(shí)代 

　　為使LTE-M技術(shù)在城市軌道交通得以應(yīng)用，還需在實(shí)際的運(yùn)營線路驗(yàn)證和考核其適配性及綜合性能。結(jié)合近期北京市軌道交通建設(shè)情況，選取燕房線作為LTE-M示范應(yīng)用線。燕房線是北京市確定的軌道交通科技示范線，將采用自主研發(fā)的全自動駕駛和綜合自動化等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無人駕駛，也迫切需要高性能的車地通信系統(tǒng)為支撐。北京市科委已將“城市軌道交通專用車地綜合通信系統(tǒng)（LTE-M）研制與示范應(yīng)用”列入2015年重大科研項(xiàng)目。 

　　LTE-M示范線的建設(shè)運(yùn)營標(biāo)志著成功打造一個(gè)高速、穩(wěn)定、可靠的車地雙向車地通信傳輸網(wǎng)絡(luò)，樹立城市軌道交通行業(yè)對車地通信的新認(rèn)識，增強(qiáng)了運(yùn)用新技術(shù)的能力與信心，使我國城市軌道交通跨入4G無線通信時(shí)代。