TD—LTE无线通信系统在铁路上的应用

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摘 要：TD-LTE无线通信系统最初由中国进行实际应用同时拥有完全专利权的最新网络通讯手段，由于自身优异的移动操作特征在我国进行了大面积的推广和应用。文章初步分析了TD-LTE移动网络技术以往的成就以及未来趋势，随后简洁地阐述了TD-LTE移动信息通讯的网络框架与通讯特点，最后深入介绍了TD-LTE移动网络设备在铁路相关方向的运用实例。
关键词：通信网络；实际操作；无线通讯；铁路部门；核心科技
1 TD-LTE移动网络技术的进展和前景
尽管科技的发展日新月异，但是移动通信网络一直都是科技发展的核心领域，现在推广很广泛的铁路综合数字移动通信系统（Global System for Mobile Communications–Railway，GSM-R）在完成持续的攻关分析和逐步改善后形成了GSMS移动技术，极大地促进了GSM-R相关研究领域的通信水平和层次，最终GSM-R网络的信息负荷范围得到了飞速的增加和拓展[1]。然而从科技角度上来分析，GSM-R仍旧归类为第二代移动网络信息技术，它的信息传递能力未来会慢慢地无法符合铁路无线网络通信的客观需求，未来要想促进我国铁路部门的快速前行，一定要对当前的铁路移动网络完成深层的改进和分析研究，从我国铁路部门未来需求的现实状况为出发点完善最优良的铁路移动网络技术。鉴于此，我国科学工作者依靠国际上公布出来的部分科研技术和资源以及我国拥有的一些先进技术和前沿科技，以TD-LTE移动网络技术作为核心科研突破口，最终研究出来了可以实际应用的新型移动网络技术。
2 LTE移动网络设备的相关组成和简介
LTE最初是于21世纪初年由3GPP世界机构首次定义的最新移动网络通信方式，从它系统的差异方向可以划分为两类，即TD-LTE时分类型和FDD-LTE频分类型，我国在分析移动宽带系统的流程中关键讨论分析的就是TD-LTE时分这一种类，同时也最终得到了该技术的国际知识专利。
TD-LTE时分部分通常使用的有效性非常高，另外，其装备设施可移动性很强，文章先简单讨论TD-LTE时分部分的通讯框架和相应的宽带特性。
（1）TD-LTE通讯框架。TD-LTE通讯的全局性框架是属于扁平状的，它的组成一般划分为eCN以及eUTRAN两类，详细的构件组成如图1所示。
从图1能够直接观察到，eCN的核心是由网络管理和用户服务网关构建而成，它的核心作用是守卫客户信息的安全，同時要控制使用者的鉴权；但是eUTRAN核心是以基站为基础进行组建的，完成对移动网络通讯方式和信号的调配和协调。
（2）TD-LTE移动通讯的相关特性介绍。TD-LTE无线网络支持多媒体广播多播以及相关性的操作方式，同时也支持优化过的IP多媒体附属系统和主网。TD-LTE通信在使用的过程中不用上行以及下行的对称频率，它支持单一的波段。全局网络依靠的是OFDM，MIMO，AMC智能调制编码和HARQ混合智能重传等先进科技，下行的最大值信息传输达到200 Mbit/s，上行的极限数据速率达100 Mbit/s[2]。不同技术体制下的下行峰值速率如表1所示。
TD-LTE移动通讯的频谱运行效率非常好，它的下行速率可以达到6（bit/s）/Hz，上行速率可以达到3.5（bit/s）/Hz。设备在完成信息的传输时延迟不会达到105 ms，同时还可以应用于大量频谱下的构建方案。设备可以在250 km/h的快速运行的列车上无障碍工作，同时还可以应用于目前的GSM-R系统。设备在组建的流程中全局支出成本很低，效果相当于3G移动的信号能力，但其支出成本仅仅只用3G移动通信方式支出成本的1/4[3]。
3 TD-LTE移动网络通讯在列车上的部署应用
TD-LTE移动网络通讯在使用的过程中拥有了高速宽带的优良品质，所以它在列车上赢得了最终的市场，在现实的试验后进行相当大范围的推广和应用。一般来说，TD-LTE移动网络系统关键是配备于列车系统中的监控设备和列车运输体系中，不仅如此，它还可以符合乘客多媒体项目和铁路的移动协调中的相关诉求。列车系统移动通信核心包括了高速的移动信息和数据传送业务和关键网业务等，通常涵盖4个方面。
3.1 移动网络调度系统
通常情况下，列车系统的移动网络调度工作大多是根据系统的工作需求而分别进行的，关键的工作有两个类型，第一种是窄带信息传送业务，另外一种是语音对话通讯业务。依靠VOIP先进科技，移动通讯可以同时符合700个以上的使用者的通话诉求，同时保证移动信号在工作过程中的通话质量。
另外，在LTE前沿研究的辅助下，设备还可以完成对移动通信工作情况的有效监管，深层次开拓移动系统网络的全局性载荷容量，同时可以完成对全局系统的延时协调和分配，通过这种方式对增加移动系统的运行性能进行完善和相关优化。在LTE技术的支持协助下，其可以完成语音信息和移动通信数据的最终整合，深度促进网络移动系统的信号质量的有效提升。依靠LTE还可以完成视频的协调调度，以此可以对列车位置进行精准的追踪和定位，同时为列车的调度提供及时科学的数据信息。
3.2 列车信息和视频监控方向的应用
列车信息视频监控设备从其作用差异的角度能够将其分为以下两种不同的种类：一种是列车的装置监控设备，其关键是用来监控列车工作过程中所有核心设备的运行参数和关键数据，利用这种方式保证列车操作工作者完全地掌握列车装置的工作情况。另一种是列车操作信息监控系统，其可以完成对列车工作过程中主要的运行信息和数据的汇总与整理。
利用监测列车工作过程的数据信息来判断列车的工作情况；同时，车厢中安装的实时监控设备也是极其核心的部件，其核心作用是完成对列车内全局区域的实时监控，保证操作人员及时察觉车厢内发生的异常情况，保障乘客的生命和财产安全。
3.3 LTE的安全保障
LTE移动通信在工作的过程中，必须周期性对全部系统中的移动信息资料完成相关备份，通过这种方式就算系统工作时发生了故障，也可以尽可能地保证数据的完整性和安全性，不会由于系统的问题而引发数据信息的缺失。
3.4 乘客移动通讯信息服务
进入21世纪以来，由于我国社会科学技术的前进和发展，网络科技的发展日新月异，其在众多部门内的实际操作应用极其常见。现在的网络通信服务已经占据了大家平时生产生活中举足轻重的一部分。而依靠LTE移动网络系统营造的业务平台可以极大地促进铁路部门的服务品质和安全，深度促进铁路系统高速网络信息和数据的传输质量的提升，给旅客提供质量优异的网络业务，提高乘客的满意度。
4 结语
我国的铁路系统工作流程中表现出单位载荷量巨大、分布集中和运行速度很快等诸多特性，以往的移动网络由于自身各种弊端和不足，而始终无法符合铁路移动网络通信的基本诉求。如今由于TD-LTE移动通信技术的发展和取得的巨大进展，其在铁路系统中进行了有效的推广和大面积的应用。
现在，我国大多数的铁路路段都完成了移动通信系统的更新换代，营造了先进的TD-LTE移动网络通信系统，极大地推动了铁路系统移动网络的通信质量的提升。在TD-LTE移动网络通信系统实际应用的过程中，所有的管理工作者都必须提高对移动通信系统的日常管理能力和自身素质，强化系统的保养和相关维修意识，保证移动宽带通信科技的进一步发展和完善优化。
[参考文献]
[1]刘金成.TD-LTE无线通信系统在铁路上的应用研究[J].中国新技术新产品，2016（7）：32-33.
[2]尹福康.TD-LTE无线通信系统在铁路上的应用[J].铁路通信信号工程技术，2013（3）：1-5，10.
[3]邹律.TD-LTE无线通信系统在铁路上的应用研究[J].信息通信，2017（8）：185-186.