摘要：LTE技术是在3G网络技术的延伸下产生的新技术，其介于3G与4G 之间。是3G与4G之间的过渡技术。将LTE技术应用于城市的轨道交通信号系统中能够充分发挥出该技术高频率、低延时的优点。本文以宁波交通轨道5号线建立专用无线系统为例，详细分析LTE技术在城市轨道交通信号系统中的应用。
关键词：LTE技术 城市轨道 信号系统
引言：城市轨道交通系统是由地面信号设备和车载信号设备共同构成的系统，地面信号为列车提供移动指令，车载信号设备根据指令指示列车运行。本文列举了为宁波市轨道交通5号线建设车地宽带集群无线网络，提供高宽带迅捷的车地无线传输，本项目无线网络使用1.8G频段，无线网络将覆盖整个5号线以及停车场，使五号线的运营更好的有保障。
一丶LTE技术的系统功能
（一）承载CBTC列车运行控制功能
第一，双向数据通信。作为CBTC的基础，LTE无线子系统对于CBTC系统而言是透明的，其提供了系统内各单位之间通信的承载平台，而且LTE 无限子系统能够满足对于数据传输延迟和丢包等问题，其最大延时不会超过150ms，丢包率小于1%。LTE无限子系统采用了先进的技术来保证数据安全快速的传输，其网络部署和网络架构都是根据列车的安全营准则进行设置的，规避单点故障和多点故障对于列车安全运行的影响。第二，信息传输的可靠性。根据LTC无限子系统对于信号传输的高要求，整个LTE网络均采用冗余并行的设计思想，使双网外能够实现并行工作，让系统整体坚实可靠。LTE网络由2个不同的且完全独立的网络构架组成，其所有部件完全独立，在进行CBTC控制信息传播时，2网同时传播，时信息传播的可靠性得到保障1。其功能多样，还具有网络安全，网络管理与维护以及QOS保障等。
（二）无线集群调度功能
HTE综合承载系统具有与多种用户之间的通话功能，如控制中心行车调度员与列车司机、控制中心总调度员与在线列车司机、车站值班员与在线列车等多达十多种不同用户之间的通话，且控制中心的调度员可以强心进行插播。其次，该系统具有呼叫功能，如通播组呼叫、紧急呼叫、视频呼叫等，在进行紧急呼叫时，系统会中断等级最低的用户通话，并给发出紧急呼叫的用户优先分配通信资源。再次，系统辅助功能。其包括多级优先权、动态基站分配
、跨区组呼等功能。
（三）二次开发
无线通信系统的二次开发，是指为了满足地铁特殊用户的需求，进行针对性功能的开发，在进行开发时采用的系统为完全符合HTE标准的通用宽带无线集群系统，该体统功能十分强大，但是HTE系统却不能直接明了的实现地铁特殊用户的需求，所以需要在APL接口上进行定制，开发出增强功能。在经过二次开发后，其用户界面以及调度系统可以进行中文操作，使地铁用户能够更加方面快捷的进行操作。
二丶系统构成
（一）组网方案
本项目的LTE综合承载系统采用的是15MHz，采用A、B双网冗余设计，2网分开运行，完全独立，A网主要用于承载CBTC、集群调度以及列车信息，B网主要负责CBTC，为了保证集群调度的可靠性，当A网出现故障时，B网依然可以接入，然后进行工作，确保CBTC业务不会收到干扰。
（二）系统时钟同步
LTE系统同步方式采用获取通信时钟子系统的时钟同步信号源来实现系统内部的同步要求，专用通信时钟子系统在控制中心及车辆段为LTE系统分别提供2路时钟同步信号源，分别接至A网的传输设备和B网的交换机，以满足本系统LTE基站的同步要求。同步时钟源符合1588 V2相关规范要求2。
（三）设备组成
本次LTE综合承载系统由LTE核心网、LTE基站、调度台、网络管理、无线终端（包括固定台、车载台、手持台）、天馈和交换机数据环网等子系统构成。系统采用A.B双网方案，A.B双网独立设置，互不干扰。网络管理系统双网核心网设备、调度机、基站设备、手持台终端进行统一管理。
（四）A网设备构成
第一，控制中心。控制中心中设置有A网核心网2套、网络管理系统1套、数据存储服务器1套、调度服务器2套（互为主备）、多媒体调度机2套（互为主备）、互通网关设备、二次开发网管、调度台6套、录音设备、交换机等设备。第二，车站。在各车站设置A网BBU、RRU、室内天馈系统等设备，以此满足车站的信号覆盖需求。在车站都设置THE天馈系统，覆盖面积为车站的各个区域，天馈系统含功分器、耦合器、室内全向天线、馈线 。其具体安装方法和位置应该在设计会时进行确定。第三，停车场。在停车场设置BBU设备，在综合楼，停车列检库等地设置RRU设备，满足地区的信号覆盖。
三丶验收测试标准和方法
（一）集群功能测试
测试语音点呼。在终端A输入终端B的号码，由B接通，A挂断。判断标准为语音清晰，点呼业务正常。语音组呼。终端A按住PTT键在群组A内申请话权并讲话。终端A松开PTT键。终端A在群组管理界面选择进入群组B。终端A按住PTT键在群组B内申请话权并讲话。判断标准为语音清晰，点呼业务正常。后续的紧急组呼、话权抢占、语音强拆强插、手持终端视频上传等一系列功能必须都按照相关规定标准进行检测。
（二）网络覆盖测试
测试人员应该严格按照招标文件的要求，对其所要求的覆盖范围进行覆盖测试。测试人员使用路测软件和测试终端在正线进行打点路测，测试完成后使用测试软件进行覆盖指标统计，SINR统计、连接建立失败率统计、小区间切换成功率统计，弱覆盖点等事件分析。
四丶项目实施中的难点和应对措施
（一）核心网扩容方案
宁波5号线未来存在线路延伸的可能，需要考虑LTE的扩容方案，华为LTE具有很强的扩展性，软硬件扩容易于实现。本项目采用的核心网已经拥有行业内的最强性能，各功能单板采用双配热备，但核心网可以支持二十万用用户，两千个基站和两百个调度台。因此，本项目的核心网侧硬件无需任何添加和更新，仅仅需要对软件进行扩容，且扩容时间短，对于业务无任何不良影响3。
（二）其他设备扩容方案
本项目的基站个数是根据工程线路长度来配置的，后期进行线路延长时，应该根据实际延长的长度来进行基站的配置，并增加新的eBBU和eRRU，车站也应该增加对应的固定台。延长的线路建议使用本次项目建立的核心网和调度服务器等核心系统设备，硬件也无需改动，只需要增加相应软件license即可4。
结束语：THE技术作为目前移动发展的新型技术，具有抗干扰、可靠性高等一系列特点，适合在移动状态下进行无线信号的传输，在进行跨区漫游时注意切换成功率，QOS算法可以在信息拥堵时保证最高优先级的消息得到传达，在技术上，完全满足信号系统无线通信传的技术要求。在拥有专用频段后的THE技术能让信号系统的安全可靠更上一层楼。
参考文献
[1]姜海洋，宁波市轨道交通五号线工程项目专用无线系统计划规格书.
[2]姜海洋.LTE技术在城市轨道交通信号系统中的应用探索[J].商品与质量,2017,(7):70-71.
[3]杨利强.城市轨道交通无线通信系统融合方案[J].都市快轨交通,2015,28(2):117-120.
[4]单瑛.LTE技术在城市轨道交通车-地无线通信中的应用探讨[J].中国信息化,2014,(7):54-55.