王晓轩，唐　涛，蒋海林，舒晓萌

(1.北京交通大学 轨道交通控制与安全国家重点实验室，北京　100044；2.北京交通大学 轨道交通运行控制系统国家工程研究中心，北京　100044)

目前，城市轨道交通普遍使用WLAN (Wireless Local Area Network，无线局域网)实现车地双向通信，但随着城市轨道交通的快速发展，WLAN已经无法有效满足不断增长的行车密度和严格的公共安全技术条件对于更高通信质量的要求。LTE (Long Term Evolution，长期演进)技术是新一代无线宽带通信技术，分为TD-LTE (Time Division Duplexing-Long Term Evolution，时分双工-长期演进)和LTE-FDD (Long Term Evolution-Frequency Division Duplexing，长期演进-频分双工)。其中TD-LTE具有如下优点：频谱利用率高，配置灵活；在20 MHz频谱带宽下能够提供下行50 Mbit·s-1，上行25 Mbit·s-1的峰值速率；理论上支持在最高350 km·h-1列车运行速度下进行正常的数据通信；用户平面单向传输时延小于5 ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50 ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100 ms[1]。因此TD-LTE技术已经被各大电信运营商成功商用，并且已经在城市轨道交通中进行应用测试，使其未来应用于城市轨道交通成为可能。

在用于城市轨道交通的TD-LTE系统中，随着列车的运行，TAU(Terminal Access Unit，车载数据终端)从一个服务小区成功切换[2]到另一个小区的基础是合适的越区切换算法，若越区切换算法选取不恰当，则有可能产生乒乓切换，甚至切换失败等问题，严重时会使车载通信单元与基站之间均接收不到对方的信息，从而可能导致列车紧急制动等。

针对TD-LTE系统的越区切换问题，国内外学者已经进行了许多相关研究，文献[3]提出了新的认证协议，提高了TD-LTE越区切换时的安全性；……