軌道交通寬帶無線通信系統(tǒng)作為高速運行的軌道列車與車下管理機構(gòu)之間唯一的通信手段，擔負著提高運營效率、保障行車安全及車內(nèi)乘客生命安全的重要使命，系統(tǒng)必須確保行車控制命令的正確下達，調(diào)度管理指令、語音及數(shù)據(jù)通信的暢通、并以保證全線場強覆蓋、提供性能穩(wěn)定、高速率、高帶寬的通信網(wǎng)絡為最終目標。
一、方案簡介
普天技術(shù)開發(fā)的軌道交通寬帶無線通信系統(tǒng)解決方案，采用TD-LTE核心技術(shù)，提供了高速移動下的安全可靠、高速度、高帶寬的車地通信網(wǎng)絡，有效解決了現(xiàn)有開放網(wǎng)絡導致的外界干擾、動態(tài)切換能力弱、視頻監(jiān)控帶寬受限、WIFI/Tetra多網(wǎng)共存等問題，系統(tǒng)采用LTE多業(yè)務統(tǒng)一承載，通過Qos機制保障不同業(yè)務的優(yōu)先級和穩(wěn)定性，同時支持CBTC通信、PIS實時高清播放、車載視頻監(jiān)控、行車數(shù)據(jù)采集監(jiān)控、專用網(wǎng)絡和集群通信等需求，為軌道交通的安全運營提供保障。
1. 系統(tǒng)構(gòu)成
1.1 主要功能
系統(tǒng)支持高可靠性的CBTC通信、PIS實時高清播放、車載視頻監(jiān)控、行車數(shù)據(jù)采集監(jiān)控、專用網(wǎng)絡和集群通信等功能，為軌道交通內(nèi)部固定工作人員與流動工作人員之間提供高效短信息和話音通信，支持行車調(diào)度員、環(huán)境控制調(diào)度員、公安值班員、維修調(diào)度員等分別與列車司機、運營人員、維護人員和現(xiàn)場工作人員等無線用戶實施無線通信；為車輛段值班員對段內(nèi)的無線用戶以及相應的無線用戶之間實施必要的無線通信。
系統(tǒng)同時還具有相應的呼叫、廣播、錄音、存儲、顯示、檢測和優(yōu)先權(quán)等功能，可實現(xiàn)用戶間一對一的單獨通信、傳遞數(shù)字信息和實時的列車狀態(tài)信息。
1.2 應用領域
系統(tǒng)可廣泛應用于高鐵、地鐵/輕軌、有軌電車等車地通信領域。在列車高速移動狀態(tài)下，系統(tǒng)能夠同時為列車和地面提供系統(tǒng)CBTC信息、車載視頻監(jiān)控圖像、緊急文本下發(fā)、乘客信息PIS圖像下發(fā)播放等業(yè)務。對保證行車安全、提高運輸效率和管理水平、改善服務指令提供重要保證。
1.2.1 高速鐵路
普天基于TD-LTE技術(shù)，并針對高鐵技術(shù)難點，通過開發(fā)高速TD-LTE頻移補償算法、小區(qū)合并提升接入切換性能、合理規(guī)劃站點布局、有效復用的既有的網(wǎng)絡基礎設施、個性化的系統(tǒng)解決方案、針對高鐵特殊的優(yōu)化參數(shù)方案等，完美解決了高鐵通信中的技術(shù)難點，極大提升了高鐵通信的穩(wěn)定性和用戶感知。
普天高鐵列車旅客信息服務系統(tǒng)，應用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的TD-LTE通信技術(shù)，提供高鐵旅客信息服務系統(tǒng)解決方案以協(xié)助運營者為乘客提供WIFI接入和多樣化的增值信息服務，方便旅客在旅途中訪問互聯(lián)網(wǎng)獲取娛樂和辦公信息，提升鐵路部門提升服務質(zhì)量，從而達到鐵路部門、服務提供商以及旅客的多方共贏。普通用戶終端包括智能手機、平板電腦、便攜式PC都具備WIFI功能模塊，能夠方便地接入WLAN網(wǎng)絡。在高鐵列車車廂內(nèi)，采用WLAN進行無線覆蓋，用戶終端通過WIFI熱點接入車廂內(nèi)網(wǎng)絡訪問列車局域網(wǎng)信息，同時還可通過車地間回傳通道訪問互聯(lián)網(wǎng)。
1.2.2 地鐵與輕軌
面向地鐵與輕軌，普天技術(shù)采用A、B獨立雙網(wǎng)、漏纜交疊覆蓋的組網(wǎng)方式，利用網(wǎng)絡多重冗余性保證DCS無線系統(tǒng)的安全可靠，避免因單點故障影響安全運營。同時可滿足城市軌道交通在高速移動下列車與地面的數(shù)據(jù)傳輸需求，為車載視頻監(jiān)控上傳、車載多媒體視頻播放、文本信息下發(fā)提供穩(wěn)定可靠的車地無線網(wǎng)絡。
1.2.3 有軌電車
普天技術(shù)軌道交通寬帶無線通信系統(tǒng)能夠為有軌電車運營控制調(diào)度中心和移動用戶之間的語音和數(shù)據(jù)信息交換提供可靠的通信手段。有軌電車的各個調(diào)度中心共同采用一套4G專用無線通信系統(tǒng)，通過各自的調(diào)度客戶端實施分控分管，能夠為有軌電車提供語音通信、集群調(diào)度、數(shù)據(jù)承載、視頻監(jiān)控等多種業(yè)務。
二、方案亮點
1. 組網(wǎng)靈活
公務電話、專用電話可靈活多級組網(wǎng)；傳輸網(wǎng)可環(huán)形、星形、環(huán)網(wǎng)+星形多種組網(wǎng)方式。
2. 安全可靠
傳輸系統(tǒng)雙纖、雙向復用、斷路自愈組網(wǎng)等多種保護；專用電話、公務電話、無線集群等均采用雙主機高可用配置；電源等重要模塊冗余設計。
3. 高性價比
傳輸系統(tǒng)、公務電話等系統(tǒng)采用成熟可靠的技術(shù)方案，性價比高。
4. 保護投資
各子系統(tǒng)易擴展、可平滑升級，為未來業(yè)務增長預留空間，更好保護客戶投資。
三、主要產(chǎn)品
四、成果與案例
1. 城市軌道交通車地通信綜合承載測試
普天技術(shù)基于LTE技術(shù)的軌道交通系統(tǒng)，在北京交通大學軌道交通控制與安全國家重點實驗室，經(jīng)審核評定，功能符合軌道交通標準要求，車地無線通信綜合承載可用，通過了城市軌道交通車地通信綜合承載測試。
在實驗室環(huán)境模擬現(xiàn)場無線信道特性，驗證在城軌環(huán)境下LTE系統(tǒng)具備承載CBTC、PIS（含緊急文本信息）、視頻監(jiān)控的車地通信能力。認證產(chǎn)品包括車載終端、基站、核心網(wǎng)的整體解決方案，完成包括LTE系統(tǒng)的CBTC業(yè)務承載測試、LTE系統(tǒng)承載CBTC、PIS、視頻監(jiān)控的綜合業(yè)務承載測試、LTE系統(tǒng)傳輸性能測試在內(nèi)的18項認證測試。
2. 滬昆線江西段高鐵
2014年7月17日，普天自主研發(fā)的TD-LTE高鐵寬帶無線通信系統(tǒng)解決方案和設備，成功應用于滬昆線江西段高鐵。系統(tǒng)滿足高鐵旅客對數(shù)據(jù)通信和數(shù)字娛樂要求, 突破高速移動環(huán)境下多普勒頻移糾正補償、快速切換、系統(tǒng)優(yōu)化、網(wǎng)絡規(guī)劃等關(guān)鍵技術(shù)，提供了一套完整的高鐵寬帶無線通信系統(tǒng)解決方案和設備。
車廂內(nèi)支持多種無線通信技術(shù)制式，車廂與地面采取TD-LTE技術(shù)回傳，測試車速 380Km/h，同時承載2G、3G和視頻流媒體及FTP下載，下載速度達62Mbps，上傳速度達7.5Mbps。
普天從而成為首家通過高鐵重大專項第三方測試驗證的企業(yè)，為TD-LTE技術(shù)在鐵路通信領域大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應用發(fā)揮重要推動作用。
3. 地鐵車地通信系統(tǒng)
2015年初，某市新建鐵路線路采用普天方案，建設TD-LTE 1800專網(wǎng)覆蓋，用于地鐵運維。
網(wǎng)絡覆蓋10公里雙向地鐵軌道，共9座地鐵車站，1座室外停車場，提供實時多媒體信息 、實時視頻監(jiān)控、提供寬帶集群業(yè)務、車輛設備運行狀態(tài)信息上報等服務。
