丁元锋，吴 卉，李高科

（1. 北京经纬信息技术有限公司, 北京 100081；2. 中国铁道科学研究院集团有限公司 电子计算技术研究所, 北京 100081）

地铁无线网络中，WLAN、数字集群（TETRA，Trans European Trunked Radio）、LTE-M和增强型超高吞吐量（EUHT，Enhanced Ultra High Throughput）等无线专网多网并存、专网专用，满足特定应用而分别独立建设和运营[1]，部分网络传输质量并不高。文献[2]提出了采用多网融合的方法提高传输质量的方案；文献[3]提出了综合承载乘客信息系统（PIS，Passenger Information System）、视频监控（CCTV，Closed Circuit Television）和WiFi的方案，但无法承载基于通信的列车控制（CBTC，Communication Based Train Control）和调度等应用；文献[4]和文献[5]提出了LTE-M综合承载方案，但存在带宽不足的问题；文献[6]～文献[8]研究了EUHT综合承载方案，但无法承载调度和物联网（IoT, Internet of Things）应用。地铁综合承载一直没有较为理想的可行方案，为此，本文研究基于5G 新空口（5G NR，5G New Radio）的地铁专网综合承载方案。

1 地铁综合承载需求

1.1 地铁应用系统

地铁运营依赖复杂而多样化的应用系统支撑，地铁无线专网负责承载地铁应用系统，按照运营安全标准分为涉及安全应用（简称：涉安应用）系统和非涉及安全应用（简称：非涉安应用）系统，涉安应用系统主要包括：车—地CBTC（A+B冗余）、车—车CBTC、Tetra和宽带集群（B-TrunC，Broadband Trunking Communication）等；非涉安应用系统较多，主要包括：PIS、CCTV、列车控制和管理系统（TCMS，Train Control and Management System）、公共广播（PA，Public Address）、乘客WiFi及地铁IoT应用等。

1.2 地铁应用系统车地通信需求

地铁不同应用系统对车地通信的需求差别较大，主要差异体现在可靠性、带宽、时延、丢包率及漫游中断时间等指标上，如表1所示。

表1 地铁应用系统车地通信需求

1.3 地铁无线专网综合承载现状

地铁环境下，WLAN、TETRA、LTE-M或EUHT等无线专网的综合承载现状如表2所示，专网之间既存在互补和协作、又存在竞争和替代的关系。……