基于TD-LTE的CBTC車地通信系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、近年來，我國軌道交通大力發(fā)展基于通信的列車運(yùn)行控制(Communication-Based Train Control，CBTC)系統(tǒng)作為地鐵、城市與城際輕軌中列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的解決方案。車地通信是CBTC系統(tǒng)的基礎(chǔ)。目前主要采用基于IEEE802.11系列標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Network，WLAN）實(shí)現(xiàn)車地雙向通信，但它存在一些局限性，無法滿足不斷增長的行車密度和嚴(yán)格的公共安全技術(shù)條件對(duì)于更高通

2、信質(zhì)量的要求。
　　時(shí)分長期演進(jìn)(Time Duplexing-Long Term Evolution，TD-LTE)通信技術(shù)具備綜合承載能力強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)和適應(yīng)高速等特點(diǎn)，是代替現(xiàn)有車地通信技術(shù)的可行方案。因此，研究基于TD-LTE的CBTC車地通信系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)，能夠?yàn)槲覈乱淮鞘熊壍澜煌o線通信技術(shù)及其設(shè)備的自主研發(fā)提供理論依據(jù)，對(duì)提高城市軌道交通運(yùn)輸能力、降低運(yùn)營成本具有現(xiàn)實(shí)意義。
　　論文首先概述了CBTC系統(tǒng)

3、、CBTC車地通信子系統(tǒng)和TD-LTE通信技術(shù)，對(duì)LTE技術(shù)在城市軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用情況和研究現(xiàn)狀進(jìn)行了回顧。
　　其次，論述了基于TD-LTE的CBTC車地通信系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和功能，總結(jié)承載CBTC業(yè)務(wù)的車地通信系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量（Quality of Service，QoS）需求。通過計(jì)算TD-LTE車地通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)，驗(yàn)證得到基于TD-LTE的車地通信系統(tǒng)理論上能夠滿足承載CBTC業(yè)務(wù)的要求。
　　然后，說明并研究了

4、TD-LTE覆蓋能力的影響因素，包括小區(qū)邊緣速率、基站與終端的射頻指標(biāo)要求，同時(shí)調(diào)研我國城市軌道交通TD-LTE可用的工作頻段。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行無線自由波和漏泄電纜覆蓋下的覆蓋范圍估算，形成基于TD-LTE的CBTC車地通信系統(tǒng)覆蓋方案。
　　接下來，介紹了基于TD-LTE的CBTC車地通信系統(tǒng)越區(qū)切換的過程與幾類典型的切換機(jī)制。對(duì)越區(qū)切換過程中的信令流程和時(shí)延進(jìn)行了分析，提出一種基于改進(jìn)灰色費(fèi)爾哈斯模型的切換方法，與傳統(tǒng)的切換方法