車地無線通信傳輸抗干擾分析

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1車地無線雙向通信系統簡介

1.1應用技術與通信媒介

地鐵信號系統中車地無線雙向通信系統的技術支持環節主要應用的是無線局域網相關技術，無線局域網技術的應用對于地鐵信號系統實現無線通信傳輸具有重要作用，要實現無線通信需要建立通信媒介，在地鐵信號系統中車地無線雙向通信的主要媒介包括無線電臺、泄漏電纜、泄漏波導管等。

1.2系統組成與功能配置

地鐵信號系統中車地無線雙向通信系統根據工作需要采用的是雙網冗余系統配置，一般情況下通信系統主要由車載無線系統及地面無線系統組成。其中地面無線系統的主要功能是進行信息的接收與發送，具體用于車載信息的接收，并將其有效、準確地轉發至地面設備。除此之外，它還具有認證和加密用戶信息的功能，而車載無線系統，主要是對地面系統所發送的信息實現接收和轉發。

2車地無線雙向通信傳輸的ISM頻段簡介

2.1ISM頻段的定義及特點

地鐵信號系統中車地無線通信傳輸主要采用的是ISM通信頻段。每個國家都有自身規定的ISM頻段，如歐洲用于GSM通信的主要頻段為900MHz，而美國通信所用的頻段主要有902～928MHz和2400～2484．5MHz等。然而，目前不論是國內還是國外，用于無線局域網的通信傳輸ISM頻段均為2．4GHz，此頻段可以具體劃分成13個通信道，每個通信道大約能占22MHz帶寬，具有免授權費、免申請的特點，因此，在各個國家的地鐵信號系統的應用比較廣泛及普遍。

2.2ISM頻段的應用及注意事項

ISM頻段不僅可以應用于地鐵信號系統，還可以應用于相關工業、醫學、科學技術等領域。應用ISM頻段不需經過復雜的申請授用程序，只要在實際應用過程中遵守規定范圍的發射功率（一般情況P＜1W），且不對其他信號頻段造成干擾的前提下，即可投入使用。

3車地無線雙向通信傳輸的干擾因素及分析

3.1自身干擾因素

地鐵信號系統中車地無線雙向通信傳輸的自身干擾因素主要由通信網絡系統產生。根據其干擾頻率的范圍又可以將自身干擾分為同頻干擾和鄰頻干擾兩種類型。自身同頻干擾由字面意思可以理解為網絡通信系統的工作過程中不同通信設備在同一頻段上產生的互相干擾，由于車地無線雙向通信網絡在設置無線網絡終端時，同一信道由不同的無線終端覆蓋，終端之間覆蓋范圍的互相重疊會給設備產生很強的同頻干擾，不利于通信網絡的正常運行。自身鄰頻干擾即指網絡通信系統的工作過程中通信設備在不同信道上設備之間產生的信號干擾。例如在2．4GHz的ISM頻段的13個信道中選擇相距較近的信道，其產生的頻率重疊便會產生較高的鄰頻信號干擾。除此之外，即使選擇發射頻率不同的信道，由于無線設備發射的信號強度是逐漸減弱的，信道之間的信號頻率之間還會產生鄰頻干擾，這兩種干擾對車地無線雙向通信傳輸產生顯著的影響。

3.2外部干擾因素

車地無線雙向通信網絡的外部干擾因素主要由地鐵信號系統的通信網絡之外的無線設備引起，比如無線路由器、手機無線網絡設備等，這些無線網絡設備的逐漸普及，尤其是手機無線路由器的應用，它可以將移動3G信號通過調試轉換為WiFi信號，方便人們的使用和操作。然而，由于其信號的發射頻率與地鐵無線通信的信號頻段相同，均為2．4GHz，因此同頻段產生的信號干擾對地鐵信號的傳輸工作帶來了極大阻礙。比如深圳市部分地鐵集團通告稱由于地鐵信號系統受到部分乘客所攜帶的3G無線路由器的信號干擾，不利于列車的安全運行，因此，排除干擾因素迫在眉睫。

4車地無線雙向通信傳輸過程的抗干擾措施

4.1排除自身干擾因素的措施

車地通信系統產生的自身干擾就好比隨機誤差，它的產生是不可避免的，但是可以降低和減弱，要想排除自身干擾因素的影響，有關部門需要采用一定的科技手段及方法，通過合理的規劃和設置無線終端的位置及其發射功率，降低自身產生的同頻干擾。而像自身鄰頻干擾，我們在實際的通信傳輸過程中，一定要遵循科學、合理的信道選擇原則，在13個信道的選擇過程中，應盡量避免選擇相距較近、信號易重疊的信道，如選擇1，6，13這3個信道就可以避免信號重疊。與此同時，也可以應用FHSS跳頻擴頻及DSSS直序擴頻等高端技術，以增強系統的抗干擾能力。

4.2排除外部干擾因素的措施

4.2.1地鐵沿線外部網絡的管理方面

車地無線通信傳輸的外部干擾的主要影響因素是外部網絡的干擾，因此城市地鐵的相關管理部門在地鐵外沿的網絡建設方面應構建嚴格、完善的管理制度，統一規劃地鐵的公共網絡系統的使用情況，平衡網絡資源的使用。除此之外，還應加強乘客的安全意識教育，制定嚴格的乘車行為規范，警示和提醒乘客在乘車期間使用便攜式的手機3G無線路由器及其他無線設備，呼吁大家互相監督，建立良好的監督機制，促使列車高效、安全的運營。

4.2.2通信頻段的選擇與應用方面

由于地鐵通信系統所選用的通信信號頻段具有較強的公開性，無需授權認可便可投入使用，因此眾多的民用網絡和無線產品多選用此頻段進行信號的發射和接收，對地鐵信號的傳輸產生了嚴重的干擾。為此，地鐵相關部門在通信頻段的選擇上應盡量避免選擇2．4GHz的ISM頻段，如可以通過選擇應用較少的信號頻段，或者申請地鐵專用信號頻段，相比于前者，后者的成本較高，手續也比較復雜，所以在實際選擇過程中，需要綜合考慮各方面因素的影響。綜上所述，影響地鐵信號系統中車地無線雙向通信傳輸系統的干擾因素主要分為自身干擾和外部干擾，通過多次實踐證明，外部干擾因素一直是地鐵信號傳輸系統中的痼疾，為了根除外部干擾，我國相關部門應在地鐵專用信號頻段的建設及規劃上積極與地鐵業主洽談、合商，努力促使地鐵通信方面的障礙和問題得到有力解決，最大程度上實現地鐵的應用價值。

作者:安彬 單位:太原市軌道交通建設管理辦公室