用于地铁轨道通信的基于1.8GHz的TD-LTE系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及地铁轨道通信领域，具体是设及一种用于地铁轨道通信的基于1.8GHz 的TD-LTE系统。
【背景技术】
[0002] 城市轨道交通有着高速度、高密度、不间断运营的特点，使得控制轨道交通运行的 信号系统，在保障轨道交通安全运行、提高轨道交通通过能力等方面，起着至关重要的作 用。目前，我国新建地铁线路的信号系统，绝大部分采用的是CBTC(Communication Based 化ain Control，基于通信的列车控制）系统，CBTC系统通过车地间大量的数据交换，使得列 车可实时上传位置、报告并接收地面的移动授权等控制信息，实现列车移动闭塞或虚拟闭 塞控制。
[0003] CBTC系统有W下特点：
[0004] (1)建立了大容量连续双向车地通信通道；
[0005] (2)地面及车载设备均采用安全计算机，实时处理列车状态、控制命令，实现连续 的间隔控制、进路控制、速度防护、自动驾驶等；
[0006] (3)高精度的列车定位；
[0007] (4)设备集成度高、结构简单，可靠性、可维修性较高。
[000引 CBTC系统包括ATS(Automatic Train Supervision,列车自动监控系统）、CBI(计 算机联锁系统）、ATP巧阵自动保护）、AT(K列车自动运行）、DCS(数据通信系统傳，其中，建 立车地通信网络的数据通信系统是CBTC系统中的关键，是保证CBTC系统高可靠、高效运行 的重要基础。
[0009] 数据通信系统由地面有线网、车地无线网、车载有线网=部分组成，其中，车地无 线网部分普遍采用的是基于IE邸802.11系列标准的2.4G化无线局域网技术，频率范围为 2.4細Z-2.4835細Z。然而，我国频段管理中，明确规定了2.4G化为不受保护的免执照频段。 在该频段范围内，符合发射功率限制的各类无线电通信设备及工业、科学和医疗等非无线 通信设备均可使用。由于各类应用和用户大量集中，导致了无线干扰的普遍存在。
[0010] 2012年11月，深圳地铁蛇口线、环中线多趟列车在运行途中发生多起突然紧急停 驶事故，造成系统无法正常运行，大量乘客滞留。调查结果为:乘客随身携带的Wifi路由器 干扰了数据通信系统的车地无线网，导致数据通信系统无法完成正常的信息传输，因而出 现列车紧急停驶事故。事后经过多方调查，发现凡采用2.4G化固定信道的CBTC系统均具有 此安全隐患，无线干扰问题已经成为影响轨道交通安全运营的瓶颈，制约了轨道交通信号 系统的发展。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的是为了克服上述【背景技术】的不足，提供一种用于地铁轨道通信的基 于1.8G化的TD-LTE系统，使用1.8G化的专用频段，从根源上规避了无线受干扰的问题，最大 化地保障了行车运营安全，同时也充分考虑到将来的轨道交通发展趋势，兼顾运营单位的 长期效益。
[0012] 本发明提供一种用于地铁轨道通信的基于1.8G化的TD-LTE系统，用于与地铁轨道 沿线的基于通信的列车控制系统CBTC交互，该TD-LTE系统包括演进分组核屯、网EPC、车载终 端设备、若干LTE基站，该TD-LTE系统工作在1.8G化频段，EPC与地面的CBTC系统相连，若干 LTE基站沿地铁轨道线路分布，并通过光纤经交换机连接到EPC;车载终端设备包括车头LTE 客户终端设备CPE、车尾LTE CPE，车头LTE CPE、车尾LTE C阳均与车载CBTC系统相连，并通 过无线网络与LTE基站连接;EPC配置、管理整个TD-LTE系统。
[0013] 在上述技术方案的基础上，所述EPC通过千兆W太网的光纤、交换机/路由器与所 有的LTE基站相连，根据需求配置地面的CBTC系统。
[0014] 在上述技术方案的基础上，所述车头LTE CPE、车尾LTE CPE内部运行路由选择算 法，根据无线状态、切换状态或者EPC指令来进行自动路由选择，选择无线环境好的一个进 行传输，保证不同业务的服务质量QoS。
[0015] 在上述技术方案的基础上，所述TD-LTE系统的QoS粒度从传统的单用户设备UE细 化到UE的单业务，从源、目的IP地址、端口号、协议类型参数区分业务，为之分配不同的QoS, 保证高优先级业务的传输带宽和传输延时。
[0016] 在上述技术方案的基础上，所述LTE基站将室内基带处理单元BBU、远端射频模块 RRU集成到一体化机箱内。
[0017] 与现有技术相比，本发明的优点如下：
[001引（1)本发明中的TD-LTE系统使用1.8G化的专用频段，不存在外部系统的频率干扰； 支持高速移动性，能够应对未来10年可能出现的高速城市轨道交通;具有较高的通用性和 市场基础，能够延长系统的使用周期，得到更好的投资收益比；能对不同的业务进行优先级 区分，分配相匹配的Q0S(Quality of Service,服务质量)等级，对业务、维护、告警等数据 流进行分级。因此，基于1.8G化的TD-LTE系统不仅从根源上规避了无线受干扰的问题，最大 化地保障了行车运营安全，同时也充分考虑到将来的轨道交通发展趋势，兼顾运营单位的 长期效益。
[0019] (2)本发明中的TD-LTE系统在地铁列车的车头、车尾各安装一台LTE CPE，车头LTE C阳与车尾LTE C阳协同工作，车头LTE CPE、车尾LTE C阳内部运行路由选择算法，根据无线 状态、切换状态或者EP巧旨令来进行自动路由选择，利用两台LTE CPE不可能同在切换区的 特点，选择无线环境较好的一个进行传输，保证不同业务的QoS(如ality of Service,服务 质量），保证数据安全和完整性，提高系统性能。
[0020] (3)本发明将TD-LTE系统中的QoS粒度从传统的单肥(用户设备)细化到单业务，从 源、目的IP地址、端口号、协议类型等参数区分业务，为之分配不同的QoS,保证高优先级业 务的传输带宽和传输延时。在无线环境较好的情况下，所有业务能够正常传输，但是当进入 重叠覆盖区，因为两个基站的下行信号互为干扰，重叠覆盖区的的传输流量将受到很大抑 审IJ，此时为了保证QoS优先级级别高的业务传输，将降低或者停止低优先级级别的业务，等 系统无线信号恢复，流量增加时，将自动回复低优先级业务的传输。
[0021] (4)本发明中的TD-LTE系统中的LTE基站将BBU、R抓集成到一个机箱内部，减小设 备体积，便于设备在轨道内部布设;采用全侣压铸机箱，提高设备散热能力，适应轨道封闭 应用环境。
[0022] (5)地铁轨道中的列车做线性化的运动，其上下行链路的估计可W进行简化，从而 加快信道调度的算法，使得肥能够W最快的速度调高调制阶数、分配充分的无线资源块，达 到最优传输带宽。
[0023] (6)增加前转功能，使得在切换时发生的数据包传输异常得W恢复，切换前未发出 或者发送异常的数据包会前转到新的基站继续发送，并保证数据的顺序不混乱，能显著提 高LTE基站上下行传输的丢包率指标，使得数据完成性和安全性得到明显提高，能够有效提 高TD-LTE系统的性能。
【附图说明】
[0024] 图1是本发明实施例中用于地铁轨道通信的基于1.8G化的TD-LTE系统的结构框 图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
[00%]参见图1所示，本发明实施例提供一种用于地铁轨道通信的基于1.8G化的TD-LTE (Time Division Long Term Evolution,分时长期演进）系统，用于与地面的CBTC系统交 互，该TD-LTE系统包括EPCXEvolved Packet Core,演进分组核屯、网）、车载终端设备、若干 LTE基站，该TD-LTE系统工作在1.8G化频段，EPC与地面的CBTC系统相连，若干LTE基站沿地 铁轨道线路分布，并通过光纤经交换机连接到EPC，每个LTE基站将BBlKBui Iding Baseband 化it,室内基带处理单元）、RRU(Remote Radio化