现代有轨电车是新时代城市轨道交通的代表,区别于老式的有轨电车,正在发展中的现代有轨电车在外观和服务需求上都有很大幅度的改变和提高。一般把现代有轨电车与地面的互联互通分为两个板块来研究,一个是现代有轨电车自动监控中心(Automatic Train Supervision,ATS)和现代有轨电车的互联互通,另一个是轨旁控制器(Wayside Control Unit,WCU)和现代有轨电车的互联互通。现代有轨电车与ATS通信模块之间的互相通信主要是实现现代有轨电车向ATS通信模块提供现代有轨电车的运行状态、现代有轨电车的位置等等数据信息;而ATS通信模块向现代有轨电车提供的是控制现代有轨电车行驶的命令、有轨电车运行计划等信息。现代有轨电车与WCU通信模块的互通是实现现代有轨电车从WCU模块中获取到前方进路的占用情况及道岔的状态。首先,本文根据现代有轨电车的运行特点,以及三个业务子系统的车-地无线通信需求,将目前主流的车-地通信方式WLAN无线局域网技术与4G-LTE技术作对比,研究得出4G-LTE能够替代WLAN成为车-地传输体系的可靠性,依靠列控针对通信体系所存在的安全需求,从而评估与分析4G-LTE网络的具体传输性能,并给出基于4G-LTE有现代轨电车车-地通信系统的基础架构。其次,基于车载与地面设备两个方面,通过软件设计、硬件优化等手段模拟实现车-地无线通信系统的运行。并对车载通信模块、ATS通信模块、WCU通信模块等三个通信模块的工作流程、数据收发的过程进行设计和模拟。现代有轨电车车-地通信模块的硬件部分,主要是对车载通信模块的外围电路电路进行了优化。对在4G-LTE环境下现代轨电车车-地无线安全通信进行了详细的设计等等。最后,基于传输差错的分析方法的基础上利用OPNET仿真软件,检测文章所设计的网络环境是否达到4G-LTE的网络环境。在此基础上,通过对无数据重传时车载设备接收来自地面通信模块的数据包在4G-LET与WLAN的环境下的丢包率;在同自适应调制编码(Adaptive Modulation and Coding,AMC)同一个编码模式下数据一次重传与二次重传的丢包率;以及混合自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat Quest,HARQ)二次重传下的系统时延,这三个方面,对文章所设计的车-地通信系统进行系统验证。