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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除。B2.1 系统概述 乘客信息系统PIS是以计算机及多媒体应用为平台, 以车站和车载显示终端为媒介向乘客提供信息的系统。乘客信息系统在正常情况下, 提供乘车须知、 服务时间、 列车到发时间、 列车时刻表、 管理者公告、 政府公告、 出行参考、 股票信息、 媒体新闻、 赛事直播、 广告等实时动态的多媒体信息; 在火灾、 阻塞及暴恐等非正常情况下, 提供动态紧急疏散提示。车载设备经过无线传输实时或预录接收信息, 经处理后在列车客室LCD显示屏上进行音视频播放。车地无线系统作为地铁PIS的重要组成部分, 是中央控制中心、 车站分中心与移动中的列
2、车保持实时信息交互的重要通道, 能够让处于隧道、 停车场、 车辆段中的列车实时与上级中心进行信息交互, 使地铁车站和运营中心值班人员能够实时观察运行中列车乘客车厢、 司机室内情况, 司机能实时观察本列车乘客车厢内情况; 运营中心向运行中列车发布及时信息, 实时转播数字电视节目; 运行中列车的紧急状态, 如火灾报警、 紧急开关车门, 实时上传到运营中心和车辆段车场调度中心, 便于进行地铁运营管理和为乘客信息化服务。车地无线网络主要用来实现车地之间的实时信息交换功能。为实现列车上信息与车站局域网内信息的双向传输, 保证对运行过程中的列车车厢内情况进行实时监控 , 同时为车厢内的乘客提供电视直播信息
3、等服务, 需要在地铁系统内建设一套高带宽、 无缝漫游的车地无线网络系统。本工程乘客信息系统( PIS) 是依托多媒体网络技术, 以计算机系统为核心, 经过设置在站厅、 站台、 列车客室的显示终端, 让乘客实时准确地了解列车运营信息和公共媒体信息的多媒体综合信息系统。在正常情况下, 运营信息、 公共媒体信息共同协调使用; 在紧急情况下运营信息优先使用。深圳地铁11号线一期工程包含18座车站( 其中高架站4座) 、 1座控制中心、 1座车辆段、 1座停车场, 同时初期配备33列列车( 未来近期50列, 远期59列) 。乘客信息系统在各车站、 控制中心、 车辆段、 停车场和区间隧道设置PIS设备,
4、为乘客提供信息服务。B2.2 车地无线系统功能概述B2.2.1 整体方案B2.2.1.1 TD-LTE应用业绩与开通方式LTE无线网络基于3GPP相关规范开发, 具有与现有3GPP系列无线接入技术(GSM,WCDMA,HSPA等)良好的兼容性。最重要的是, LTE具有极高的频谱利用率和灵活性, 从1.4MHz到20MHz, 从连续的频谱资源, 到非连续的频谱资源, 从TDD的频谱资源到FDD的频谱资源, LTE能够在灵活使用频谱资源的基础上获得最高的频谱利用率。LTE是未来移动数字生态网络的重要组成部分。LTE系统具有高带宽、 高移动性、 长区间覆盖、 高扩展性等特点, 运行在电信运营级的架构
5、及设备, 可解决既有无线系统存在的不稳定、 移动性差等问题, 提供一套满足地铁运营需求的高带宽、 无缝漫游的车地无线网络系统。华为LTE技术方案已经在世界多地轨道交通领域应用: (1) 郑州地铁项目郑州地铁1号线线路长26.2km, 均为地下线; 设站20个, 最大站间距2353.71m, 最小站间距944.2m, 平均站间距1.325km。配置列车数为25列, 最大车速80 KM/H。郑州地铁使用华为eLTE解决方案, 采用1795-1805MHZ频段, 与公网无线信号合路后共用漏缆, 单向隧道中配备2条漏缆 , 承载PIS+CCTV业务, 实现了全线路下行8Mbps, 上行6Mbps的的覆
6、盖, 具体设备分别部署在控制中心, 车站区间和车辆 控制中心布置核心网设备, 负责与中心服务器、 视频服务器经过以太网交换机接口, 接收视频信息并将相关信息经过TD-LTE无线网络传输到列车上。车站区间的在车站站台布置LTE基站的BBU和RRU设备, 覆盖站台周边区域, 根据无线信号覆盖的要求在隧道区间布置RRU设备延伸无线覆盖, 实现与车载无线设备之间的无线数据通信。各LTE基站经过百兆以太网接入车站网络交换机, 经过通信传输系统提供的通道与控制中心连接。车辆上在每列车的车头、 车尾各设置 1 套车载无线设备( TAU) , 经过车载交换机与车载控制器和LCD控制器相连, 接收由控制中心提供
7、的实时视频信息和向控制中心发送实时的车厢监控信息。(2) 朔黄铁路项目朔黄铁路是神华集团建设的世界首条无线宽带网络重载货运铁路, 采用TD-LTE无线网络来承载货运列车的重载列控业务。线路全长587公里, 采用1.8GHz频段10MHz带宽( 1785MHz 1795MHz) 的通信频率资源, 构建朔黄重载铁路的新型宽带移动通信系统。该铁路项目是全球铁路行业第一个LTE技术实际应用项目, 为确保无线重联业务安全数据传输, 采用全冗余双网方案: 在肃宁北网管中心设置的核心网采用热备冗余配置, 无线接入网采用共站址双网覆盖冗余方案。按照5M异频组网方式进行规划, 将1785MHz 1795MHz共
8、10MHz带宽分为上5M, 同站址基站的两个小区分配不同频率, 相邻的同层小区分配不同频率。在线路明区间采用分布式基站进行空间覆盖。在隧道、 路堑等弱场区域采用漏泄同轴电缆结合天线的方式进行覆盖, 业务主要为重载列车机车无线重联安全数据信息、 列车调度通信、 调度命令和无线车次号校验、 视频监控。 底已经完成全线的建设项目。朔黄重载铁路宽带移动通信系统主要应具备以下几个特点: 高可靠性、 高数据业务传输速率和低数据传输时延、 良好的移动性能。 (3) 埃塞轻轨项目: 埃塞轻轨项目线路全长75km,本期为31km, 分为南北线和东西线, 共39个车站(含12个高架车站,2个地下站), 2个车辆段
9、, 20个平交道口, 控制中心设在南北线车辆段, 运营列车41辆, 设计时速70km/h, 采用400MHZ频段。埃塞轻轨项目采用华为eLTE解决方案, 承载列车调度, 视频监控, 售票业务等, 满足客户多业务一网承载的需求。埃塞轻轨项目核心网部署在调度中心, 基站设备沿轨旁建铁塔部署, TAU部署在车辆上。B2.2.1.2 TD-LTE无线参数本系统所用华为LTE无线设备的带外杂散、 带外抑制等干扰指标严格符合国际和国家( 或部委) 标准, 所选用的RRU和LTE车载设备具有中国无线电管理委员会颁发的无线电发射设备型号核准证。n RRU( 基站射频单元) 设备n TAU( 车载接入单元) 设
10、备B2.2.1.3 抗干扰能力地铁中采用泄漏电缆覆盖, 其它公网( GSM、 DCS、 WCDMA、 cdma , TDS等) 信号经过POI馈入漏缆, 多个系统共用漏缆。专网PIS系统经过双频合路器与这些公网系统的合路信号在接近漏缆处后端合路, 多系统中与专网TDL PIS系统采用的频段( 1795-1805) 最接近的是DCS系统( 17201735MHz/18151830MHz) , 主要考虑DCS下行对TDL上行的干扰。TDL系统内干扰主要来自于同频邻区干扰, 需考虑同向隧道中前后同频邻区间的干扰及位于车站两侧双隧道的两个小区的相互干扰。图1 隧道小区干扰示意1. 同频干扰分析及对策系
11、统内小区间的同频干扰会对小区吞吐量、 覆盖产生影响。深圳地铁11号线由于频段资源有限及业务容量需求的原因, 全线需采用同频组网方式。因而需要考虑同向隧道中前后同频邻区间的干扰及位于车站两侧双隧道的两个小区的相互干扰。下面分析两类同频干扰的严重性及抗干扰方案。( 1) 车站两侧双隧道的两个小区的相互干扰按照下面室内的KeenanMotley传播模型估算下车站两侧小区的同频隔离度: (f为工作频率; D为手机到天线距离; P为墙壁损耗参考值, W为墙壁数目)位于车站处的车辆接收本小区信号的路损计算如下: 距离天线即漏缆的距离D按照2米计算, 无穿透损耗 PL132.5+20*log(1800)+2
12、0*log(2/1000)位于车站处的车辆接收车站对面小区信号的路损计算如下: 距离天线即漏缆的距离D按15米计算, P*W包含列车及屏蔽门穿透损耗, 按10dB计算。PL232.5+20*log(1800)+20*log(15/1000)10两侧小区信号隔离度PL2PL127.5dB, 满足下行的隔离度需求。上行不是极端的情况应该也能够满足要求。( 2) 同向隧道中前后同频邻区间的干扰前后邻区同频, 在小区边缘信噪比最差可达到0、 2( 切换迟滞) , 因此如果不采取抗同频干扰的措施, 小区边缘的上下行干扰很严重, CIR很低, 不能满足PIS业务的速率需求。方案经过调度算法、 ICIC、
13、IRC等来进行小区间的干扰控制和协调和消除。调度技术下行可采用业务异频调度来满足小区边缘的告信噪比, 保证小区边缘的业务速率。ICIC经过频率规划, 达到小区中心同频, 相邻小区边缘异频配置, 能够得到更大的小区中心吞吐量, 同时保证小区边缘的较高信噪比, 提高小区边缘速率。IRC地铁场景, 由于列车有一定间隔, 考虑容量因素, 小区规划会保证站间距小于2个列车间隔, 这样不会出现2辆列车位于2个小区对向的情况, 如下图前两个列车那样, 一般的情况是2、 3列车这样的情况。图2 小区信号覆盖示意图经过基带解调IRC算法, 能够将单小区来自列车方向相反方向的干扰去除, 适合地铁场景的列车分布情况
14、, IRC算法在方案中用于上行干扰消除。2. 多径干扰分析及对策TD-LTE系统采用为OFDM符号增加循环前缀的方式对抗多径干扰。所谓循环前缀, 如下图所示将OFDM符号后部的部分信号复制并放在信号的最前端。插入循环前缀方式使OFDM符号在接收处理时, 信道实现类似于一个具有循环卷积特性的信号。在信号的多径不大于CP长度的情况下, 保证了在多径频选信道中各子载波间的正交性, 减少了子载波间干扰。图3 OFDM符号的循环前缀 地铁隧道采用泄漏电缆完成覆盖, 空中传播路径短, 多径时延差很小; 车场等地上场景与广覆盖类似; 均不需特殊考虑多径干扰问题。3. 电磁干扰情况分析根据国家环境电磁波卫生标
15、准, 办公区域一级标准( 10mw/cm2) , 站台、 站厅、 商场及隧道内达到二级标准( 40mw/cm2) ; 对TDL而言, 在基站接收端位置接收到的上行噪声电平应小于-113dBm/180KHz。地铁覆盖系统为多系统公用, 无线信号相互之间的干扰不影响其它系统工作性能, 与其它系统端口合路器主要端口合路电磁指标要求: 表1 与其它系统端口合路器主要端口合路电磁指标要求带外抑制TD-LTE上行53dB( f 1740MHz) , 其余频点都是65dBTD-LTE下行如果与DCS1800合路则要求90dB( f1815MHz) , 否则都是65dB隔离度系统内RX/RX30 dB系统间TX/RX80 dB驻波比1.3三阶互调120dBc4. 对其它系统的干扰分析及技术实现对其它系统的干扰, 主要考虑TD-LTE对与其频段最接近的DCS系统的干扰, 即TD-LTE下行对DCS的上行干扰: l TD-LTE杂散落入DCS带内, 对DCS造成带内干扰 l TD-LTE在1735MHz的杂散指标为-86dBm/MHz, 考虑对DCS上行恶化1dB, 则允许泄漏后的噪声为约-116dBm, 所有, POI隔离度要求(TDL-DCS UL)为-86-(-116)=30dBl TD-LTE有用信号阻塞DCS, 可能导致接收机饱和l TD-LTE的输出功
