[发明专利]用于地铁轨道通信的基于1.8GHz的TD-LTE系统

说明书

技术领域

本发明涉及地铁轨道通信领域，具体是涉及一种用于地铁轨道通 信的基于1.8GHz的TD-LTE系统。

背景技术

城市轨道交通有着高速度、高密度、不间断运营的特点，使得控 制轨道交通运行的信号系统，在保障轨道交通安全运行、提高轨道交 通通过能力等方面，起着至关重要的作用。目前，我国新建地铁线路 的信号系统，绝大部分采用的是CBTC(CommunicationBasedTrain Control，基于通信的列车控制)系统，CBTC系统通过车地间大量的 数据交换，使得列车可实时上传位置、报告并接收地面的移动授权等 控制信息，实现列车移动闭塞或虚拟闭塞控制。

CBTC系统有以下特点：

(1)建立了大容量连续双向车地通信通道；

(2)地面及车载设备均采用安全计算机，实时处理列车状态、 控制命令，实现连续的间隔控制、进路控制、速度防护、自动驾驶等；

(3)高精度的列车定位；

(4)设备集成度高、结构简单，可靠性、可维修性较高。

CBTC系统包括ATS(AutomaticTrainSupervision，列车自动监 控系统)、CBI(计算机联锁系统)、ATP(列车自动保护)、ATO(列 车自动运行)、DCS(数据通信系统)等，其中，建立车地通信网络 的数据通信系统是CBTC系统中的关键，是保证CBTC系统高可靠、 高效运行的重要基础。

数据通信系统由地面有线网、车地无线网、车载有线网三部分组 成，其中，车地无线网部分普遍采用的是基于IEEE802.11系列标准 的2.4GHz无线局域网技术，频率范围为2.4GHz-2.4835GHz。然而， 我国频段管理中，明确规定了2.4GHz为不受保护的免执照频段。在 该频段范围内，符合发射功率限制的各类无线电通信设备及工业、科 学和医疗等非无线通信设备均可使用。由于各类应用和用户大量集 中，导致了无线干扰的普遍存在。

2012年11月，深圳地铁蛇口线、环中线多趟列车在运行途中发 生多起突然紧急停驶事故，造成系统无法正常运行，大量乘客滞留。 调查结果为：乘客随身携带的wifi路由器干扰了数据通信系统的车地 无线网，导致数据通信系统无法完成正常的信息传输，因而出现列车 紧急停驶事故。事后经过多方调查，发现凡采用2.4GHz固定信道的 CBTC系统均具有此安全隐患，无线干扰问题已经成为影响轨道交通 安全运营的瓶颈，制约了轨道交通信号系统的发展。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种用于 地铁轨道通信的基于1.8GHz的TD-LTE系统，使用1.8GHz的专用 频段，从根源上规避了无线受干扰的问题，最大化地保障了行车运营 安全，同时也充分考虑到将来的轨道交通发展趋势，兼顾运营单位的 长期效益。

本发明提供一种用于地铁轨道通信的基于1.8GHz的TD-LTE 系统，用于与地铁轨道沿线的基于通信的列车控制系统CBTC交互， 该TD-LTE系统包括演进分组核心网EPC、车载终端设备、若干LTE 基站，该TD-LTE系统工作在1.8GHz频段，EPC与地面的CBTC系 统相连，若干LTE基站沿地铁轨道线路分布，并通过光纤经交换机 连接到EPC；车载终端设备包括车头LTE客户终端设备CPE、车尾 LTECPE，车头LTECPE、车尾LTECPE均与车载CBTC系统相连， 并通过无线网络与LTE基站连接；EPC配置、管理整个TD-LTE系 统。

在上述技术方案的基础上，所述EPC通过千兆以太网的光纤、 交换机/路由器与所有的LTE基站相连，根据需求配置地面的CBTC 系统。

在上述技术方案的基础上，所述车头LTECPE、车尾LTECPE 内部运行路由选择算法，根据无线状态、切换状态或者EPC指令来 进行自动路由选择，选择无线环境好的一个进行传输，保证不同业务 的服务质量QoS。

在上述技术方案的基础上，所述TD-LTE系统的QoS粒度从传 统的单用户设备UE细化到UE的单业务，从源、目的IP地址、端口 号、协议类型参数区分业务，为之分配不同的QoS，保证高优先级业 务的传输带宽和传输延时。