城市轨道交通信号系统对保证列车正常运行、提高列车运行效率具有重要意义。WLAN技术易受同频段其他设备干扰，不支持高速移动，城市轨道交通两侧无线设备较多，本文分析了我国城市轨道交通信号系统无线通信的现状，提出了相应的改进措施，以期进一步提高LTE技术在城市轨道交通系统中的应用价值。

关键词：LTE技术;城市轨道交通;信号系统

1、引言

LTE 技术是建立在3G 网络技术的基础上创新发展演变而来，也被大多数人认为是4G 技术，但是LTE 技术实际上属于3.9G 的范围。LTE 技术是实现列车运行自动化的基础，在城市轨道交通信号系统中，主要是由地面相应的信号设备对行驶的列车进行移动的命令授权行为，列车通过车载的信号接收设备来实现对命令的执行操作，在这一过程中，交通信号的传输过程一般需要依靠LTE 技术来实现。

2、我国城市轨道交通信号系统无线通信的现状

2.1容易受到其他同频段设备的干扰

从我国城市轨道交通信号系统的应用现状来看，大多数信号系统采用基于通信的列车自动控制系统（CBTC）。CBTC系统主要由安全设备、对象控制器和访问辅助设备组成。这些设备可以连接到外部网络系统，实现列车自动控制。CBTC信号系统具有列车间隔短、轨道运输能力强的优点，但在实际应用中仍存在一些不足。一个明显的问题是城市轨道交通信号系统非常容易受到其他类似频率设备的干扰，从而影响正常信号传输。具体原因是2.4GHz列车目前自由开放的无线局域网和信号系统接收频段。这种开放的频带将导致同一频带内的其他设备优先选择信号传输通道，系统中的信号传输受阻，严重时甚至会影响列车的正常运行。鉴于这种情况，必须采取额外的对策，以进一步减少外部因素对铁路信号传输的影响。此外，相关研究人员开展了大量研究活动，旨在设置城市交通信号系统中不易受干扰的信号。

2.2不支持高速移动

通过对各个地区城市交通信号系统的研究发现，有大部分地区在对城市交通规划时都将列车的运行速度定位到120km/h，针对120km/h 甚至更高的列车运行速度，会对城市交通信号系统的信号传输带来巨大的压力。从当前的WLAN 技术应用标准的制定来看，最早是被定位在室内场景之间的无线宽带传输，对于运行速度较高的移动设备来说， 还没有相应的信号传输优化设备能够支撑移动设备的快速运行，过高的移动速度会在很大程度上增加信号传输误码率，进而对无线信号的传输造成影响。

2.3城市交通轨道两侧的无线设备较多

列车实际运行速度越快，WLAN技术设备在信号传输过程中的可靠距离越短。例如，当列车速度为80km/h时，WLAN设备设置的两个AP点之间的距离必须调节在200m以内。如果线路长达30公里，则必须设置至少300个AP设备。在城市道路两侧部署的信号设备越多，需要的资本和成本投资越多，城市信号系统的潜在安全问题就越大。如果线路两侧的无线设备都出现故障，技术人员往往无法及时赶到故障现场，无线设备的抢修和日常维护相对困难。

3、LTE 技术在城市轨道交通信号系统中的应用价值

3.1LTE 技术概述

LTE技术是基于3G网络技术，通过不断创新和改进而发展起来的。LTE技术是3GPP组织定义的无线接口标准。基于LTE技术的移动通信旨在实现更高的信号传输速率。同时，它可以支持多种多媒体广播的多播服务和基于包优化的无线接入体系结构。此外，LTE技术包括最先进的信号处理技术、灵活的频率解决方案和非常灵活的上下行资源定位，因此具有非常广泛的应用。除其他外，日本利用LTE技术中频率解决方案的灵活性，将TD-LTE 网络频谱设置为2.545-2.575GHz，国内使用的则是2.57-2.62GHz 等等。LTE技术在中国城市轨道交通信号系统中的应用，不仅大大提高了列车运行的安全性，而且实现了列车的自动运行，对交通运输业的发展起到了重要作用。

3.2LTE 技术在城市轨道交通信号系统中的应用优势

3GPP针对LTE技术的性能要求指标主要是：城市轨道交通信号系统在20MHz 频谱的带宽条件下需要提供100Mb/s 的下行以及50Mb/s 的上行峰值速率。LTE 技术在城市轨道交通信号系统中具有多种优势，具体总结为以下几点：（1）扁平化的网络。LTE 技术网络采用的是BBU 和RRU 以及EPC 两层扁平的网络构架模式，这一类型的网络构架往往需要的网元节点会很少，时延小，可以进一步满足网络的低时延、低复杂度以及低成本的实际需求;（2）LTE 技术在城市轨道交通信号传输系统中具有非常高的传输带宽，并且支持成对以及非成对的频段;（3）LTE 技术在城市轨道交通信号系统中的应用表现出了较强的移动接入性能，可以通过对频率的自动校准来进一步保证无线链路的质量。

4、LTE 技术在城市轨道交通信号系统中的应用分析

4.1LTE 信号系统的应用

科技的不断发展也在不断完善和优化LTE技术。LTE技术在城市轨道交通系统中的应用也对城市轨道交通的发展起到了重要的推动作用。例如，2013年底，郑州地铁1号线开通，PIS系统是LTE技术在无线通信中的首次应用。其次，LTE技术在深圳、温州和杭州的城市轨道交通信号系统中中标。LTE技术信号系统的应用尤其包括列车安全系统，这对无线通信的稳定性、可靠性和安全性提出了很高的要求。在城市轨道交通信号系统的信令过程中，LTE技术要求非常低的带宽，并且具有较高的效率和可靠性。由于城市轨道交通系统和城市轨道交通系统之间存在一些差异，因此有必要根据无线传输的实际传输特性在实际LTE技术应用过程中执行适当的调试。

4.2LTE 技术在城市轨道交通信号系统中的应用测试

LTE技术在城市轨道交通信号系统中的应用测试主要是从2014 年北京市交通委、北京市轨道交通建管公司、北京市轨道交通路网指挥中心以及北京市地铁运营公司等多家公司和部门的共同支持下进行，通过联合无线网络通信厂商以及通信厂商对LTE技术在城市轨道交通信号系统中的应用信息进行了整合和测试工作。其中CBTC 业务流数据包的具体大小为400bytes，实际的发送周期是100ms;信道仿真器主要采用的是ETU 信道模型，同时按照漏缆信道衰落的特点设置信道仿真器链路衰耗，将传输频宽控制在5MHz和15MHz。利用这个测试平台，可以对LTE 传输时延、丢包性能以及切换传输性能等关键性指标进行测试。参加LTE技术在城市轨道交通信号系统中应用测试的信号厂家有很多， 比如：华为、中兴、普天、54 所等通信厂商以及卡斯柯、交控科技、富欣智控、全路通等信号厂家。

5、总结

总之，LTE技术在城市轨道交通信号系统中的应用测试和LTE技术在城市軌道交通信号系统中的使用，可以通过使用LTE信号系统的深入研究来进一步完善。作为当前移动通信发展中最现代化的技术，我们只有不断创新和优化LTE技术，才能为城市轨道交通的发展提供更好的技术支持。

参考文献

[2]李洪，吴泽龙.浅析LTE 无线通信技术与物联网技术的结合与发展[J].数字通信世界，2018（02）：122 .