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車地?zé)o線通信傳輸抗干擾分析論文
1車地?zé)o線雙向通信系統(tǒng)簡介
1.1應(yīng)用技術(shù)與通信媒介
地鐵信號系統(tǒng)中車地?zé)o線雙向通信系統(tǒng)的技術(shù)支持環(huán)節(jié)主要應(yīng)用的是無線局域網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，無線局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用對于地鐵信號系統(tǒng)實現(xiàn)無線通信傳輸具有重要作用，要實現(xiàn)無線通信需要建立通信媒介，在地鐵信號系統(tǒng)中車地?zé)o線雙向通信的主要媒介包括無線電臺、泄漏電纜、泄漏波導(dǎo)管等。
1.2系統(tǒng)組成與功能配置
地鐵信號系統(tǒng)中車地?zé)o線雙向通信系統(tǒng)根據(jù)工作需要采用的是雙網(wǎng)冗余系統(tǒng)配置，一般情況下通信系統(tǒng)主要由車載無線系統(tǒng)及地面無線系統(tǒng)組成。其中地面無線系統(tǒng)的主要功能是進行信息的接收與發(fā)送，具體用于車載信息的接收，并將其有效、準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)發(fā)至地面設(shè)備。除此之外，它還具有認(rèn)證和加密用戶信息的功能，而車載無線系統(tǒng)，主要是對地面系統(tǒng)所發(fā)送的信息實現(xiàn)接收和轉(zhuǎn)發(fā)。
2車地?zé)o線雙向通信傳輸?shù)腎SM頻段簡介
2.1ISM頻段的定義及特點
地鐵信號系統(tǒng)中車地?zé)o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(guī)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(nèi)還是國外，用于無線局域網(wǎng)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(quán)費、免申請的特點，因此，在各個國家的地鐵信號系統(tǒng)的應(yīng)用比較廣泛及普遍。
2.2ISM頻段的應(yīng)用及注意事項
ISM頻段不僅可以應(yīng)用于地鐵信號系統(tǒng)，還可以應(yīng)用于相關(guān)工業(yè)、醫(yī)學(xué)、科學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域。應(yīng)用ISM頻段不需經(jīng)過復(fù)雜的申請授用程序，只要在實際應(yīng)用過程中遵守規(guī)定范圍的發(fā)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?zé)o線雙向通信傳輸?shù)母蓴_因素及分析
3.1自身干擾因素
地鐵信號系統(tǒng)中車地?zé)o線雙向通信傳輸?shù)淖陨砀蓴_因素主要由通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)產(chǎn)生。根據(jù)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(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的工作過程中不同通信設(shè)備在同一頻段上產(chǎn)生的互相干擾，由于車地?zé)o線雙向通信網(wǎng)絡(luò)在設(shè)置無線網(wǎng)絡(luò)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(shè)備產(chǎn)生很強的同頻干擾，不利于通信網(wǎng)絡(luò)的正常運行。自身鄰頻干擾即指網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的工作過程中通信設(shè)備在不同信道上設(shè)備之間產(chǎn)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(chǎn)生的頻率重疊便會產(chǎn)生較高的鄰頻信號干擾。除此之外，即使選擇發(fā)射頻率不同的信道，由于無線設(shè)備發(fā)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(chǎn)生鄰頻干擾，這兩種干擾對車地?zé)o線雙向通信傳輸產(chǎn)生顯著的影響。
3.2外部干擾因素
車地?zé)o線雙向通信網(wǎng)絡(luò)的外部干擾因素主要由地鐵信號系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)之外的無線設(shè)備引起，比如無線路由器、手機無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，這些無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的逐漸普及，尤其是手機無線路由器的應(yīng)用，它可以將移動3G信號通過調(diào)試轉(zhuǎn)換為WiFi信號，方便人們的使用和操作。然而，由于其信號的發(fā)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(chǎn)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發(fā)布通告稱由于地鐵信號系統(tǒng)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?zé)o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(tǒng)產(chǎn)生的自身干擾就好比隨機誤差，它的產(chǎn)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(guān)部門需要采用一定的科技手段及方法，通過合理的規(guī)劃和設(shè)置無線終端的位置及其發(fā)射功率，降低自身產(chǎn)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(xué)、合理的信道選擇原則，在13個信道的選擇過程中，應(yīng)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(yīng)用FHSS跳頻擴頻及DSSS直序擴頻等高端技術(shù)，以增強系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)的管理方面
車地?zé)o線通信傳輸?shù)耐獠扛蓴_的主要影響因素是外部網(wǎng)絡(luò)的干擾，因此城市地鐵的相關(guān)管理部門在地鐵外沿的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面應(yīng)構(gòu)建嚴(yán)格、完善的管理制度，統(tǒng)一規(guī)劃地鐵的公共網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的使用情況，平衡網(wǎng)絡(luò)資源的使用。除此之外，還應(yīng)加強乘客的安全意識教育，制定嚴(yán)格的乘車行為規(guī)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(shè)備，呼吁大家互相監(jiān)督，建立良好的監(jiān)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(yīng)用方面
由于地鐵通信系統(tǒng)所選用的通信信號頻段具有較強的公開性，無需授權(quán)認(rèn)可便可投入使用，因此眾多的民用網(wǎng)絡(luò)和無線產(chǎn)品多選用此頻段進行信號的發(fā)射和接收，對地鐵信號的傳輸產(chǎn)生了嚴(yán)重的干擾。為此，地鐵相關(guān)部門在通信頻段的選擇上應(yīng)盡量避免選擇2．4GHz的ISM頻段，如可以通過選擇應(yīng)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(xù)也比較復(fù)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(tǒng)中車地?zé)o線雙向通信傳輸系統(tǒng)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(tǒng)中的痼疾，為了根除外部干擾，我國相關(guān)部門應(yīng)在地鐵專用信號頻段的建設(shè)及規(guī)劃上積極與地鐵業(yè)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(xiàn)地鐵的應(yīng)用價值。
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