ELTE - CBTC 的最佳无线承载通道 UNITED MECHANICALL &ELECTRICAL | 众合机电.

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1 eLTE - CBTC 的最佳无线承载通道 UNITED MECHANICALL &ELECTRICAL | 众合机电

2 目录 2. 当前 CBTC 无线承载的问题 1. 众合机电介绍 3. LTE 承载 CBTC 方案 4. LTE 承载 CBTC 展望

3 众合机电 -- 业务平台 CMMI 4 软件成熟度认证 国内首批 ISO27001 ： 2005 信息安全 管理体系认证的企业 SJ11234 /SJ11235 标准的软件工程 体系 ISO9001, ISO14001, GB/T28001- 2001 “ 三合一 ” 管理体系 计算机信息系统集成壹级资质 涉及国家秘密的计算机信息系统集成 甲级资质 建筑智能化工程专业承包壹级资质 对外承包工程经营资格 工程咨询单位资格甲级资质 工程设计甲级资质 环境污染治理设施运营甲级资质 国家信息安全认证信息安全服务资质 专业资质 认证体系

4 轨道交通业务 -- 领域 重载铁路 通信信号系统 智能调度优化 运行状态监测 有轨电车 通信信号系统 高速铁路 通信信号系统 城市地铁 AFC/ACC 系统 海外市场 通信信号系统  提供高速铁路、有轨电车、重载铁路、城市公共交通等全方位轨道交通的机电总包服务；  涵盖 EPC/BT/BOT/PMC-Project Management Contract/PPP-Public-Private-Partnership 等多种 总承包业务。

5 轨道交通业务 -- 合作伙伴 合 作 伙 伴合 作 伙 伴众合机电 提供轨道交通领域的通信系统 1 ：实施通号项目总集成。 2 ：提供轨道交通领域的信号系统。 提供地铁 CBTC 信号系统技术 1 、信号系统总包，组织安装、调试、开通运营。 2 、提供核心硬件及部分软件。 3 、已经顺利开通 6 条地铁线，达到国内先进水平。 提供地铁 CBTC 信号系统技术 1 、信号系统总包，组织安装、调试、开通运营。 2 、提供核心硬件及部分软件。 3 、顺利开通深圳 3 号线，达到国际领先水平。 BBR 是德国知名信号公司，众合机 电的长期合作伙伴 1 、从 BBR 引进国际安全认证的安全计算机平台。 2 、已在亚洲某国的铁路信号项目进行合作。 国际知名的工程技术咨询公司，众 合机电的长期合作伙伴 与 Tewet AG 有良好合作，已在亚洲某国的铁路信号项目进行合作。  与安萨尔多、庞巴迪有成功合作及项目交付；安萨尔多和庞巴迪是 ETCS 标准的参与制定者，也是中国高铁建设主要的西方设备供应商。  在有轨电车领域与业界知名的 BBR 公司合作，共同拓展市场，并引 进核心技术，致力于提供安全、高效的信号系统整体解决方案。  业内唯一一家已与华为 LTE 通信系统完成对接测试及信号承载的企业。

6 深圳 3 号线荣获 “ 第十一届詹天佑奖 ” 2006.12 沈阳地铁 1 号线信号系统 2007.12 沈阳地铁 2 号线信号系统 2013.07 沈阳至铁岭城际铁路工程（地 铁 2 号线北延线）信号系统 2009.11 杭州地铁 1 号线信号系统 2012.08 杭州地铁 2 号线信号系统 2008.03 深圳地铁 3 号线及西延线 2008.03 成都地铁 1 号线信号系统 2011.03 成都地铁 2 号线信号系统 2013.04 成都地铁 1 号线南延线 2009.03 西安地铁 2 号线信号系统 2011.08 郑州地铁 1 号线信号系统 2013.07 大连地铁 1 号线信号系统 2013.07 大连地铁 2 号线信号系统 众合机电具有多年地铁信号系统集成经验 6

7 目录 7 2. 当前 CBTC 无线承载的问题 1. 众合机电介绍 3. LTE 承载 CBTC 方案 4. LTE 承载 CBTC 展望

8 当前 CBTC 无线承载主要问题 1: 因开放频段干扰导致事故频发 情况一：乘客使用 MiFi, 列车停车、降级 情况二：高架地面段列车停车、降级 出现场景乘客 1/6 节车厢 ( 车头 / 车尾 ) 使用 MiFi 上网 概率 一线城市 10 次 / 线 / 日 二线城市 1 次 / 线 / 日 原因乘客 MiFi 2.4G 频段干扰 CBTC 专用 WiFi 典型案例 深圳地铁 2 号线因 MiFi 逼停 某地铁公司内部测试，在靠近车头位置的车 厢内，放 3 个 MiFi 热点可导致列车停车 出现场景列车高架、地面段运行 概率 周边 AP 热点大数据下载、视频业务必现 周边 2.4G 大功率医疗仪器开启必现 原因沿线 AP 热点、大功率医疗仪占用 WiFi 信道 典型案例龙华线列车经过高架段时受到大功率微波医 疗仪器干扰停车； 成都 2 号线 地面段测试干扰停车

9 地铁运营时间长，日常维护天窗期短，单 AP 故障解决周期长 00:0004:0005:00 23:00 24:00 天窗期 运营时间 以某地铁公司为例，日常维护天窗期仅 4 小时，设备 维护需要提前申请，且有效工作时间受限 AP 部署间隔约 200 米，覆盖距离短， 轨旁设备多，工程实施难 以一条 30 公里的线路为例，总共需要 300 多个 AP ， 隧道内需安装大量设备 当前 CBTC 无线承载主要问题 2: 轨旁设备多，工程实施难，日常运维难 WiFi CBTC 红网 CBTC 蓝网

10 当前 CBTC 无线承载主要问题 3: 高速移动性支持不足 WiFi 在技术标准制定之初，只定位为 “ 提供 室内场景下的无线宽带接入 ” ，缺乏对移动性 的良好支持。 地铁的设计最高时速已逐步提升到 120Km/h 的水平，部分线路甚至向 140Km/h 挺进。 在高速移动情况下，其传输误码率随着移 动速度的提高迅速攀升， WiFi 难以满足 100Km/h 以上高速地铁的列控承载需求。 050100150 误码率 速度 Km/h 1 E-6

11 目录 11 2. 当前 CBTC 无线承载的问题 1. 众合机电介绍 3. LTE 承载 CBTC 方案 4. LTE 承载 CBTC 展望

12 CBTC 高质量无线承载解决之道 对比项 LTEWLAN 抗干扰能力 1 、专用频段，避免外部系统干扰； 2 、 ICIC （ Inter-Cell Interference Coordination ）、 IRC(Interference Rejection Combining) ，解决系统内干扰 问题。 1 、主流采用开放 ISM 频段，无法避免外部 干扰； 2 、 CSMA/CA 机制导致系统内同频组网、上 下行数据传输导致系统内干扰 可维护性 覆盖距离远，隧道覆盖在 1.2 公里左右，避 免无线设备入隧道安装，运维简单。 覆盖距离短，轨旁大量 AP 安装。隧道环境 AP 易损坏，维护维修工作量大。 移动性支持超高速移动，最高 450Km/h 的速度 适用低速环境 (<80 - 120km/h) ，随着速度 提高切换失败率升高 QoS 精细化 QoS 服务，支持 9 级优先级调度； 绝对带宽保证，确保信号业务 QoS 质量 无线空口支持 4 个优先级队列 ，不利于业务 扩展； 关键业务无带宽保证 LTE 是解决当前 CBTC 无线承载问题的切实可行方向

13 众合机电在 CBTC LTE 承载技术上的实践 – 方案设计 信号骨干传输网络 ④高速移动性 ②红蓝双网高可靠 ① 4G 专频抗干扰 ③区间长距离覆盖 ④高速移动下自动频偏纠正 ③隧道漏缆长距离覆盖 ① 4G 抗干扰技术 LTE 核心网 控制中心 ATS 服务器 AR 路由器 线路数据 合路器 CC 列车 CC TAU RRU 车站 BBU ATS 站机 联锁 ZC 合路器 车站 RRU BBU ATS 站机 联锁 ZC ②红蓝双网冗余

14 LTE 领先的抗干扰技术确保通信稳定可靠 专有频段抗 2.4G WiFi 、蓝牙、公网、集群等外 系统干扰 LTE OFDM 、成熟漏缆覆盖技术有效抑制地铁 隧道严重多径干扰 ICIC 抑制系统内小区边缘干扰，解决邻区互相干 扰问题 OFDM ICIC IRC 专有频段 4G 隧道多 径干扰 系统内 干扰 WiFi 、蓝牙、公网、 集群、其他

15 LTE 有效解决隧道无线设备多、维护难问题 WiFiLTE WiFi AP 采用 ISM 开放频段为避免干扰发射功率严 格受控，隧道内约 200 米须部署一个 AP ，隧道区间 大量 AP 安装。 隧道环境温热潮湿， WiFi AP 易损坏故障率高，维护 维修工作量大幅上升。 隧道单向覆盖距离为 600-800 米，大大减少隧道内无 线设备部署。 站间距 1.2 公里左右可以避免无线设备入隧道安装， 简化维护。

16 LTE 适合高速行驶环境，满足地铁未来向更高速演进 采用更先进的频率校正技术 自动频率校正技术基于频偏的切换技术 频偏估计 频偏补偿 输入数据校正数据 自动频率纠正原理 轨道交通高速移动，导致多谱勒频移增大。 2GHz 下移动频偏： 222.2Hz@120km/h, 648.15Hz@350km/h LTE 在标准设计时就考虑支持 350KM/H 高速，如上行信道的接入序列，高速场景和低速场景下设计不同 LTE 有专门的频偏估计和纠正算法。采用增强的算法可以容忍的频偏范围远超过 1KHz ，保证高速场景性能

17 众合机电在 CBTC LTE 承载技术上的实践 – 测试 众合机电和华为合作，对 LTE 承载 CBTC 做各项针对性验证测试； 2013 年 5 月在浙大网新实验室内部测试，测试内容为华为 eLTE 与网新 CBTC 互通测试, 所有 测试项全部通过； 2013 年 7 月 - 9 月在上海同济大学轨道交通综合实验线进行外场测试，共测试 29 项，测试项 全部通过； 经测试， 华为 eLTE 网络具有实时性好、带宽大、丢包乱序率低等优点，与 CBTC 系统有良 好的适配性，融合度高，满足轨道交通 CBTC 承载业务需求。

18 eLTE 承载 CBTC 关键测试指标 车载终端连接建立时间，小于 150ms 。 平均值： 124.75ms 最大值： 138ms 最小值： 99ms 业务连接建立成功率概率 >94%100% 成功 车载到地面端到端数据时延： 80byte 、 300byte; <100ms 。 80bytes: 平均值： 28ms 300bytes: 平均值： 23ms 丢包率：未收到的数据包和错误数据包个数占总发送数 据包的比值，小于 0.8% 。 0.01%

19 众合机电在 CBTC LTE 承载技术上的实践 – 总结 LTE 专有频段，彻底解决外部系统的频段干扰问题 ICIC 小区间干扰协调等技术有效解决系统内干扰问题 LTE 专有频段，彻底解决外部系统的频段干扰问题 ICIC 小区间干扰协调等技术有效解决系统内干扰问题 抗干扰 LTE 采用扁平化组网方案，简化网络架构， 减少网元数量 单小区覆盖距离远，隧道内基站设备几乎为 0 ，大幅降低 维护工作量 LTE 采用扁平化组网方案，简化网络架构， 减少网元数量 单小区覆盖距离远，隧道内基站设备几乎为 0 ，大幅降低 维护工作量 可维护性 自动频率校正技术和基于频偏的切换技术，确保高速移动 下列车信号业务平稳 高速移动 LTE 从技术上可以满足 CBTC 无线承载的各种功能和性能需求

20 目录 20 2. 当前 CBTC 无线承载的问题 1. 众合机电介绍 3. LTE 承载 CBTC 方案 4. LTE 承载 CBTC 展望

21 对业界推动 LTE 承载 CBTC 的建议 我们认为， LTE 一定是未来地铁 CBTC 无线承载 的方向, 希望和业界 一起推动 LTE 在轨道领域的推广和应用, 建议： 各方对 LTE 承载 CBTC 的方案和应用情况，组织业界专家评审 ； 各方组织和参与 LTE 在轨道项目的应用情况，及时跟业界通报； 各方积极参与轨道 LTE 应用的标准制定，统一规范。

22 谢 谢！ UNITED MECHANICALL &ELECTRICAL | 众合机电