基于TD-LTE的CBTC車地通信系統(tǒng)及關鍵技術研究.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行控制系統(tǒng)的解決方案。車地通信是CBTC系統(tǒng)的基礎。目前主要采用基于IEEE802.11系列標準的無線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Network，WLAN）實現(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格的公共安全技術條件對于更高通

2、信質量的要求。
　　時分長期演進(Time Duplexing-Long Term Evolution，TD-LTE)通信技術具備綜合承載能力強、抗干擾能力強和適應高速等特點，是代替現(xiàn)有車地通信技術的可行方案。因此，研究基于TD-LTE的CBTC車地通信系統(tǒng)及關鍵技術，能夠為我國下一代城市軌道交通無線通信技術及其設備的自主研發(fā)提供理論依據(jù)，對提高城市軌道交通運輸能力、降低運營成本具有現(xiàn)實意義。
　　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，對LTE技術在城市軌道交通領域的應用情況和研究現(xiàn)狀進行了回顧。
　　其次，論述了基于TD-LTE的CBTC車地通信系統(tǒng)的組成結構和功能，總結承載CBTC業(yè)務的車地通信系統(tǒng)服務質量（Quality of Service，QoS）需求。通過計算TD-LTE車地通信系統(tǒng)的主要性能指標，驗證得到基于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要求，同時調研我國城市軌道交通TD-LTE可用的工作頻段。在此基礎上進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制。對越區(qū)切換過程中的信令流程和時延進行了分析，提出一種基于改進灰色費爾哈斯模型的切換方法，與傳統(tǒng)的切換方法