城市轨道交通集群无线通信系统技术与应用探究

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　　摘 要：现如今，交通系统已经实现了网络化、系统化发展，无线通信需要拥有网络化专用系统，以此支持城市轨道交通的发展，避免其出现连接障碍。基于此，本文以集群无线通信技术作为研究对象，根据技术的相关概述，分别从日常生活应用、后期服务、5G移动通信几方面阐述集群无线通信技术在轨道交通中的应用。
　　关键词：城市轨道交通;集群无线通信;无线通信系统
　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.098
　　0 引言
　　 随着城市化进程的加快，城市轨道交通已经成为城市交通的重要工具，内部专用运营管理的无线通信需要为大众提供移动通信服务。凭借集群无线通信系统，基于无线通信技术优势，满足城市轨道交通系统对专用无线通信的高要求，从而改善人们的生活，给人们的出行提供便利。
　　1 集群无线通信技术概述
　　1.1 工作方式
　　 欧洲电信标准协会制定了集群无线通信应使用TDMA技术，以此满足不同需求，且集群无线通信也得到了国际电联的认可，成为国际通用的数字集群通信标准。集群无线通信技术应有三种工作方式，即语音+数据、分组数据优化、直通模式。语音+数据可以将语音、数据与图像一同通信，分组数据优化只能将数据分组通信，从而加快管理调度，提高文件传输速度。直通模式下多个移动台可以直接通信，且通信时无需经过上层网络转发，在集群无线通信网络承载地区，移动用户可以实现客户端的直接通信。这种工作方式下通信数据应与语音+数据系统保持相似性，并维持线性猝发、常规猝发以及同步猝发等三种猝发结构[1]。
　　1.2 结构组成
　　 集群无线通信系统由交换节点、基站/射频直射站、移动台、固定无线台以及调度台构成。具体如下：（1）交换节点指的是高度模块化网络单元，这一部分拥有交换能力，可以对基站进行控制，加强与其他交换节点的连接。交换节点通过其他专用服务器与其他集群无线通信网络相连，例如公共交换电话网络或者公用数据网等。（2）基站可以通过集群无线通信网络覆盖某些特定地区。（3）调度台能够实现用户和操作者的通信，为操作者发起广播。（4）移动台指的是手持台或者车载单元。（5）固定无线电台指的是固定用户所在的无线终端。
　　1.3 业务支持
　　 集群无线通信技术的业务支持主要分为以下两方面：（1）话音业务。其中包含单独呼叫、组呼和固定电话呼叫，单呼可以在调度台中完成。（2）数据业务包含短数据信息和状态指示信息，实现无线终端与调度台的信息传输。
　　2 城市轨道交通集群无线通信系统技术的应用
　　2.1 集群无线通信技术在日常生活中的作用
　　 分析集群无线通信技术在日常生活中的作用，具体如下;（1）集群无线通信技术为工作人员提供短信与通话服务，以组为单位，实现工作人员的一对一对讲通话。（2）为工作人员提供无线通话服务，在系统网为前提，实现无障碍通信。
　　2.2 集群无线通信技术后期服务
　　 探究集群无线通信技术的后期服务应用，主要分为GPS系统应用、联系系统应用和短距离传输应用。主要如下：（1）应用GPS系统后可以对车辆自动定位，在移动机器和中心控制內安装GPS定位装置，方便人们掌握移动机器的实际运行位置，以卫星无线连接完成对车辆的实施跟踪。要求中心控制方向明确移动机器的位置，然后结合系统内的数据排除系统差异，实时矫正机器实际位置，其中的集群无线通信技术是短数据的一种。（2）集群无线通信技术可以实现地铁和轻轨的系统相连，列车管理人员可以通过无线通信服务提高工作效率，强化对外联系，及时汇报情况，为列车安全运行提供保障。（3）集群无线通信技术可以实现图像与视频的短距离传输，将图像压缩到最小容量完成传输服务。视频需要在拍摄处放置稳定的拍摄设备与处理器即可，实现每秒190Kb的传输速度，工作人员利用加码器即可将图像视频还原[2]。
　　2.3 集群无线通信技术其他用途
　　 阐述集群无线通信技术的其他应用，具体如下：（1）集群无线通信技术可以代替广播，在固定区域范围内播放该区域的生活与出行状况。（2）集群无线通信技术可以传输文字信息。应用集群无线通信系统能够建立网络，并支持与外部集群无线通信系统的有效连接。（3）集群无线通信技术支持分组操作。系统可以与多个交换节点连接，帮助人们扩充原有线路。
　　2.4 5G移动通信技术在城市轨道交通无线通信技术中的应用
　　 在未来，5G移动通信技术将凭借着高可靠、低时延的技术特点，应用在城市轨道交通无线通信系统中，解决以往无线通信网络存在的易受干扰和时延长问题。5G通信技术可以选取LTE-A、MIMO增强技术、MEC技术，从核心层、接入层与应用层入手，应用于车地无线通信系统中。LTE-A技术可以构建车地无线通信系统的核心网络，MIMO增强技术能够实现接入层的大规模高密度无线网络覆盖，MEC技术的业务可以接入和存储下沉到车站层面。当前5G技术没有大规模应用，在未来实践中需要注意系统性价比和系统安全问题。由于5G系统频率较高，使无线信号传输出现大幅度衰减，人们需要加强对网络系统结构的优化设计，尽可能选择性价比较高的设备，从造价成本上考虑系统性能的优化问题。5G通信技术的应用使无线接入终端数量增加，这将对系统信息安全带来威胁。要求人们做好防护措施，保护运营系统和设备的安全。
　　3 总结
　　 总而言之，现代化城市轨道交通建设中，应用集群无线通信技术是一项创新且大胆的壮举，它可以给人们的生活带来方便，改变过去无线通信的落后模式。不仅如此，集群无线通信技术也实现了图像与视频的高速传输，扩大了网络的连接，推动了城市数字轨道交通的发展。
　　参考文献：
　　[1]高翔.5G移动通信技术在城市轨道交通车地无线通信系统中的应用[J].城市轨道交通研究，2018，21（S2）：61-64.
　　[2]杜鹏.城市轨道交通集群无线通信系统技术与应用[J].科技创新与应用，2016（06）：39.
　　作者简介：任志明（1986-），男，重庆巴县人，工程硕士，工程师，研究方向：轨道交通通信系统。
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