LTE技术在西安地铁的应用

整改及预防措施：（1）连续监测
备风扇故障1起占比11%。
对RRU天线的信号覆盖角度进行
核心网和基站的UE级小区信令2个
调整；对越区切换阈值进行调整
月没有发现切换失败的问题。（2）
等方式完成对网络覆盖质量的优
对故障区域进行无线覆盖路测分析，
化。
路测结果正常。（3）加强对LTE
核心网网管的培训，持续跟踪设备
15.3Mbps 9.6Mbps
B 网（5M）
3Mbps 3Mbps 3Mbps 3Mbps
单小区6列车业务极限业务带宽：A网 上下行合计24.9Mbps；B网上下行合计 6Mbps。
12
LOGO
指标测试
1 A网带宽吞吐量测试
实测上行平均速率11.829Mbps，下行平均速率 16.764 Mbps，上下行合计28.593 Mbps。
• LTE核心网路由器与 ATS之间的接口状态网 管无法监控。
• LTE核心网二次供电模 块未纳入监控范围。
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LOGO 同层换乘干扰分析
西安地铁四号线与机场线在北客站为同站台换乘站， 两条线路若均使用TD-LTE系统，最终采用了空间隔离 的方式减少干扰。
带宽分析、 干扰分析
空间 隔离
同层换乘
减少干扰方式
异频 配置
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LOGO 西安地铁4号线和西安机场线同时开启基站设备时测试数据
带宽分析、 干扰分析
测试位置
A、B网核 心网
2
自开通运营以来，A、B 网核心网侧无告警，网管通 知中查阅车载TAU状态变化 的消息。A、B网核心网运 行稳定，设备状态正常。
A、B网 基站
3
A、B网基站侧暂无当前告 警，通知中无内容，历史告警中 存在以下告警： 1、1588时钟源异常，对传输系 统软件优化解决。 2、反向链路RSSI高轻微告警， 反向链路RSSI高严重告警（新到 列车TAU未调试造成）。 3、A、B网光衰诊断测试结果正 常，均小于-10dbm。 4、A、B网驻波比诊断测试结果 均正常，驻波比均小于1.4。 5、BBU的PM板温度诊断测试结 果均正常，PM板温度低于55度。
CBTC 合计
A 网（15M）
下行
上行
10kbps
2Mbps
20kbps 4Mbps
100Kbps 100Kbps
1Mbps
1Kbps 264Kbps
521Kbps 521Kbps
2.7Mbps 5.9Mbps
B 网（5M） 下行 上行
521Kbps 521Kbps 521Kbps 521Kbps
PIS直播采用单播方式，单小区单列车业 务带宽：A网上下行合计8.6Mbps；B网上下 行合计1Mbps。通过对单列列车进行统计，A 网CCTV回传（高峰）时实际使用带宽约 7.3Mbps利用率84.9%；无CCTV回传（平峰） 时3.7Mbps,利用率43%。
2 极限情况业务带宽（实测）
紧急文本 车载 PIS 直播 车载 CCTV 回传 集群业务（语音） 集群业务（视频） 列车状态信息
CBTC 合计
A 网（15M）
下行
上行
60kbps
12Mbps
100kbps 4Mbps
100Kbps 100Kbps
1Mbps
6Kbps 1.5Mbps
3Mbps 3Mbps
故障分析
原因及整改措施
其中核心网1起占比33%，
TAU设备2起占比67%。
TAU 2次故障均为设备硬件
原因，一次为TAU设备卡槽
与SIM卡接触不良，一次为 TAU电源模块故障。
隐患分析
8起
(1)硬件连接方式问题，经过对耦 合器、光纤、电桥的更换处理， 对光纤接头进行清洁，对法兰盘 内盘纤方式进行规范，对射频线 缆接头重新进行制作，对线路整
11%
1
11% 1
6
11%
67%
线路问题 环境 网管 设备
故障统计占比
1 33%
2 67%
核心网 TAU
LTE系统故障自2018年12月以来，共计发 生3起故障，其中车载TAU引起的故障2起， 网络切换引起的故障1起。隐患共发生9起， 其中馈线接头引起的驻波比过大2起，BBU光 功率弱1起；机柜温度较高1起，TAU网管系 统缺陷 1起，交换机风扇告警1起，车载TAU 线缆接头质量问题3起。
LTE技术由于具有更高的传输速率、更好的移动性、更低 的延迟率等优势，有效解决了城市轨道交通的高安全性、高可 靠性、高效率、车地无线通信系统承载业务等需求，实现频率 资源的合理利用，因此，LTE技术在轨道交通行业得到了越来 越多的应用。
2.西安地铁四号线
四号线LTE综合承载采用了A/B双网设计，A网使用 10~15MHz带宽同频组网用以综合承载信号CBTC、车载PIS流 媒体、列车紧急文本信息、车载CCTV、列车状态信息以及预 留的集群调度业务，B网使用5MHz带宽同频组网单独承载信 号CBTC业务A、B双网络完全独立，并行工作，互不影响，从 而保障信号CBTC业务的高可靠性。
2019
LTE技术在西安地铁的应用
赵跟党
2019年10月
1
LOGO
目录
概述 四号线LTE运行情况 带宽分析、干扰分析
建设期经验 存在问题及计划
2
LOGO
概述
3
LOGO 西安市轨道交通线路运营线路
概述
132.65公里 车站92座 换乘站6座
4
LOGO 西安地铁四号线LTE系统概述
概述
1.LTE技术优势
带宽分析、 干扰分析
2 A网正线时延测试结果
所有测试点位时延<150ms。
3 A网丢包率测试结果
所有测试点位丢包率<1%。
1 B网带宽吞吐量测试
实测上行平均速率4.094Mbps，下行平均速率 5.085 Mbps，上下行合计9.179Mbps。
2 B网正线时延测试结果
所有测试点位时延<150ms。
信令。并提高员工对接口数据的分
析能力。
9
LOGO 设备运行情况
四号线LTE 系统总体运 行情况
车载TAU 设备
1
分别对A、B网抽取T14车的 单日ping包日志进行分析， ping测存在少量丢包的情况， 根据14车的抽测数据，18个小 时ping包测试，延迟在50ms以 内，A/B网的整体丢包率约为 0.1%，均优于《城市轨道交通 CBTC信号系统行业技术规范》 中对数据传输延时小于150ms 和数据丢包率小于0.5%的要求
5
LOGO 系统组成
控制中心子系统
控制中心子系统主要负责终端认证、终 端IP地址管理、移动性管理等，提供接 口直接连接CBTC、PIS、CCTV等业务系 统。
概述
车站子系统
车站子系统主要负责无线信号的发送和接 收、空口无线资源管理和接入网侧移动性 管理，由基带控制单元BBU和远端射频单 元RRU两部分组成，BBU与RRU共同配合 实现一个完整的基站逻辑功能。
站和草滩停车场满足《LTE-M系统需求规范》和设计要求。 2、4号线和机场线的LTE系统在北客站和草滩停车场双方
的无线业务正常，未产生相互影响。
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LOGO
建设期经验
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LOGO
VM
建设期经验
广泛调研，充分了 解其他地铁及轨道 交通行业LTE综合承 载或单位承载技术 使用情况，频点、 带宽规划使用情况， 设备维护工作开展 情况，收集第一手 资料。
提前介入前期的初步 设计、合同谈判及设 计联络阶段，对系统 的组网、功能实现方 式、硬件配置情况等 提出要求，避免前期 设计不合理导致后续 功能上的缺失。
配合公司及无委会 提前做好无线频率 的规划。
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LOGO
建设期经验
组织信号系统、车载 PIS系统、车载视频监 控系统、车辆TCMS系 统开展综合联调工作， 从系统实现功能的体验 感和数据指标两方面充 分验证系统功能。
4
停车场TD-LTE专网干扰分析
通过调整功率，天线方位角和下倾角等技术手段 避免系统间的业务相互影响
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LOGO 专网干扰情况
带宽分析、 干扰分析
西安地铁4号线和陕西城际铁路机场线 均采用TD-LTE技术实现车地无线通讯，频率 分配方面地铁4号线分配为1785-1805MHZ， 陕西城际铁路机场线为1790-1805MHZ，使 用的无线频谱有重叠的部分。双方基站进行 时钟同步，配比相同的子帧和时隙。空间上 在北客站和草滩停车场有交集。为避免干扰 双方通过调整功率，天线方位角和下倾角等 技术手段避免系统间的业务相互影响，要在4 号线和西安机场线同时开启基站设备时4号线 场强值大于-95dBm；场强比大于12db。
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LOGO 无线频点分配及干扰分析——干扰分析
与民用频段干扰分析
杂散干扰，阻塞干扰,通过增加滤波器解决。 1
带宽分析、 干扰分析
2
同层换乘干扰分析
空间隔离、异频配置、系统间切换
干Tex扰t he分re析
3
与公安无线通信、专用无线通信 干扰分析
公安通信采用的350MHz的无线通信系统 Tetra采用的800M专用无线通信系统；其杂散干 扰和阻塞干指标完全满足两系统的正常使用要求
由于线路问题引起的驻波比高、 体信号衰减进行降低，提升信号 光功率过低、网络丢包问题， 传输质量。
共计6起，占比67%；环境温度 (2)系统软件及配置问题，经过对
高引起设备告警1起占比11%， 软件后台配置的全面筛查和整改，
TAU同时掉线；
网管系统缺陷1起占比11%，设 如对BBU信号发射功能的优化；
4G FDD （上行)
1755-1785
TDD无线 接入
1785-1805
DCS1800(下行） 1805-1850
4G FDD （下行)
1850-1880
3G TDD 1880-1920
目前实际在用的DCS1800系统的频率是上图黄色所示部分1710~1755MHz / 1805~1850MHz频段，靠近地铁TD-LTE系统的是中国移动1805~1830MHz的DCS1800系 统下行发射频段。目前电信FDD-LTE将采用了1755~1785MHz频段作为FDD LTE上行发射 频率。
10
LOGO
带宽分析、干扰分析
11
LOGO
四号线LTE车地通信系统采用A、B双网设计A网使用15MHz 系统带宽同频组网，B网使用5MHz系统带宽同频组网。
1 单列车业务带宽（实测）
带宽分析、 干扰分析
紧急文本 车载 PIS 直播 车载 CCTV 回传 集群业务（语音预留） 集群业务（视频预留） 列车状态信息
29ms
0%
检修库口
到 U 型 槽 42ms 0.01%
轨行区域
草滩停车 渭河南站
场 的站台到
进入地下 N/A N/A
入口的轨
行区域
机场线
时延
丢 包
23ms 0%
N/A
N/ A
25ms 0%
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LOGO 结论
带宽分析、 干扰分析
通过测试数据的分析计算可以得出以下结论： 1、4号线LTE系统和机场线LTE系统无线通信指标在北客
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LOGO LTE系统故障及隐患分析
四号线LTE 系统总体运 行情况
3起
TAU 故 障 原 因 ： 硬 件 接 触 不 良 或 电源模块故障导致； 整改预防 措施：（1）更换了所有列车TAU 设备SIM卡卡托，并对每台设备进 行功能检测。（2）运营期间定期 对A/B网TAU状态进行查看，发现 异常情况及时登乘处理。（3）落 实早送车各项要求，确保列车出车 前各设备状态正常。 核心网故障原因：A/B网TAU同时 发生了切换失败，导致单车A/B网
3 B网丢包率测试结果
所有测试点位丢包率<1%。
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LOGO 地铁无线频点分配及干扰分析——频点分配
实测地铁TD-LTE系统采用的1.8G频段是1785MHz -1805MHz，该频段占用情况如下：
1710
1755
1785 1805
1850
1880
1920
带宽分析、 干扰分析
DCS1800(上行） 1710-1755
4号线
机场线
信噪比 场强 信噪比 场强
北客站
站台轨行 区域
>20db
>80dB m
>20db
>79dBm
检修库口 到U型槽 轨行区域
>21db
>81dB m
N/A
N/A
草滩停车 渭河南站 场 的站台到 进入地下 N/A
入口的轨
N/A
>17db
>80dBm
行区域
位置
4号线 时延 丢包
北客站
站台轨行 区域
车载子系统
TD-LTE车载终端TAU部署在列车编组的前 后司机车厢，TAU天线安装在司机车厢外 侧顶部和侧面底部，分别实现与隧道内顶 部漏缆及高架、地面侧面漏缆的通信。
6
Байду номын сангаас
LOGO
四号线LTE运行情况
7
LOGO
四号线LTE系统总体运行情况
四号线LTE 系统总体运 行情况
LTE系统故障及隐患统计
1 隐患统计
开展风险和极限测试， 重视试运行阶段的设
使维护人员对于系统 备故障及发现隐患的
功能有了更加深入的 分类、整理及数据分
掌握，取得了宝贵的 析，明确设备发生故
实践经验。
障种类及原因，对于
同一类问题要求全面
进行整改，彻底消除
设备隐患。
22
LOGO
存在问题及计划
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LOGO 存在问题
存在问题及 建议
监控缺失