[实用新型]一种兼容WLAN和LTE‑M两种无线信号的轨道组网系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及轨道交通无线通信技术领域，尤其涉及一种兼容WLAN和 LTE-M两种无线信号的轨道组网系统。

背景技术

基于通信的列车控制技术（CBTC）是一种在列车运行控制系统中使用的技术，通过车地之间周期传递列车位置和移动授权等信息来实现对列车的控制功能。

目前的列车控制技术（CBTC）主要采用IEEE802.11标准进行无线传输，使用频点开放、标准公开的WLAN技术进行车地无线组网；通过长期的工程应用实践证明，其可用性、可靠性、安全性能够基本满足当前城市轨道交通运营的需求，但这种技术存在一些局限性，主要表现在：1.运行速度受限，WLAN无线网络不是为高速设计的，在高速移动中，无线传输受到的多普勒效应、多径效应等影响会加剧，导致实际传输速率下降，目前城市轨道交通运行速度最高在80-120km/h，仿真研究表明，如果运行速度超过120km/h，就会导致误码率急剧增加；2.覆盖距离短且切换频繁，WLAN设备的最大发射功率为100mW，一个AP的覆盖距离约为200m左右，另外列车运营时处于高速移动状态，车载无线单元在轨旁AP间快速移动，车载无线设备会频繁发生漫游切换，切换中断会引起数据丢包；3.无线干扰严重， WLAN网络多工作在2.4GHz公共频段，为开放频段，多数民用无线设备均工作在这一频段，信道有限，使用者众多，随着互联网宽带技术普及、用户激增，干扰源日益复杂，严重影响轨道交通安全运营；4.不适合综合承载，随着通信技术的发展，车地无线网络不仅可以承载信号系统的简单数据信息，而且向着同时可承载视频、多媒体等多项业务的方向发展，现有WLAN技术如果同时传输CBTC、列车状态监测、车厢内视频监控和乘客信息系统的信息时，无法按照优先级调度。

LTE-M（长期演进）是基于OFDMA/MIMO（正交频分复用多址接入/多入多出）技术，依据由3GPP（第三代合作伙伴计划）组织制定的全球通用标准；作为一种先进的无线通信技术，LTE-M技术在设计时就考虑了满足高吞吐率的需求，在20MHz带宽组网的情况下，峰值速率下行可达100Mbit/s，上行可达50Mbit/s，采用了OFDM（正交频分复用）、MIMO（多输入多输出）、HARQ（混合自动重传请求）等先进技术，有效提高数据速率、频谱效率和抗干扰性，提供综合业务承载的优先级调度和高速移动性支持，并通过抗干扰技术和安全机制，保证无线数据业务的安全可靠传输；CBTC无线通信系统中采用 LTE-M技术进行组网解决了以往采用WLAN进行组网所存在的弊端，深受运营商好评，越来越多的应用在轨道交通建设当中。

目前，国内外既有的轨道交通CBTC无线通信系统轨道沿线无线信号多采用单频漏泄波导管单元的方式进行覆盖，其设计只考虑了WLAN制式组网方式，工作频率限定在2.4GHz～2.5GHz，仅能实现WLAN信号传输，不能实现工作频率为1785MHz~1805MHz的 LTE-M信号传输；LTE-M是针对城市轨道交通综合业务承载需求的TD- LTE系统，它在保证基于通信的列车控制系统（CBTC）车地信息传输基础上，可同时传输视频监控（IMS）、乘客信息系统（PIS）、列车运行状态监测、集群调度业务等信息，未来国内一些大中型城市将陆续采用 LTE-M技术实现城市轨道交通综合业务承载，在很长一段时期内，WLAN和 LTE-M两种技术将处于过渡期，因此两种组网方式在一定时期内将处于并存状态，如何实现两种制式的无线信号兼容组网迫在眉睫。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种兼容WLAN和 LTE-M两种无线信号的轨道组网系统，能够实现在轨道沿线将WLAN和 LTE-M两种制式信号进行综合传输，实现双通信系统的互联互通。