车地无线通信传输抗干扰分析

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1车地无线双向通信系统简介

1.1应用技术与通信媒介

地铁信号系统中车地无线双向通信系统的技术支持环节主要应用的是无线局域网相关技术，无线局域网技术的应用对于地铁信号系统实现无线通信传输具有重要作用，要实现无线通信需要建立通信媒介，在地铁信号系统中车地无线双向通信的主要媒介包括无线电台、泄漏电缆、泄漏波导管等。

1.2系统组成与功能配置

地铁信号系统中车地无线双向通信系统根据工作需要采用的是双网冗余系统配置，一般情况下通信系统主要由车载无线系统及地面无线系统组成。其中地面无线系统的主要功能是进行信息的接收与发送，具体用于车载信息的接收，并将其有效、准确地转发至地面设备。除此之外，它还具有认证和加密用户信息的功能，而车载无线系统，主要是对地面系统所发送的信息实现接收和转发。

2车地无线双向通信传输的ISM频段简介

2.1ISM频段的定义及特点

地铁信号系统中车地无线通信传输主要采用的是ISM通信频段。每个国家都有自身规定的ISM频段，如欧洲用于GSM通信的主要频段为900MHz，而美国通信所用的频段主要有902～928MHz和2400～2484．5MHz等。然而，目前不论是国内还是国外，用于无线局域网的通信传输ISM频段均为2．4GHz，此频段可以具体划分成13个通信道，每个通信道大约能占22MHz带宽，具有免授权费、免申请的特点，因此，在各个国家的地铁信号系统的应用比较广泛及普遍。

2.2ISM频段的应用及注意事项

ISM频段不仅可以应用于地铁信号系统，还可以应用于相关工业、医学、科学技术等领域。应用ISM频段不需经过复杂的申请授用程序，只要在实际应用过程中遵守规定范围的发射功率（一般情况P＜1W），且不对其他信号频段造成干扰的前提下，即可投入使用。

3车地无线双向通信传输的干扰因素及分析

3.1自身干扰因素

地铁信号系统中车地无线双向通信传输的自身干扰因素主要由通信网络系统产生。根据其干扰频率的范围又可以将自身干扰分为同频干扰和邻频干扰两种类型。自身同频干扰由字面意思可以理解为网络通信系统的工作过程中不同通信设备在同一频段上产生的互相干扰，由于车地无线双向通信网络在设置无线网络终端时，同一信道由不同的无线终端覆盖，终端之间覆盖范围的互相重叠会给设备产生很强的同频干扰，不利于通信网络的正常运行。自身邻频干扰即指网络通信系统的工作过程中通信设备在不同信道上设备之间产生的信号干扰。例如在2．4GHz的ISM频段的13个信道中选择相距较近的信道，其产生的频率重叠便会产生较高的邻频信号干扰。除此之外，即使选择发射频率不同的信道，由于无线设备发射的信号强度是逐渐减弱的，信道之间的信号频率之间还会产生邻频干扰，这两种干扰对车地无线双向通信传输产生显著的影响。

3.2外部干扰因素

车地无线双向通信网络的外部干扰因素主要由地铁信号系统的通信网络之外的无线设备引起，比如无线路由器、手机无线网络设备等，这些无线网络设备的逐渐普及，尤其是手机无线路由器的应用，它可以将移动3G信号通过调试转换为WiFi信号，方便人们的使用和操作。然而，由于其信号的发射频率与地铁无线通信的信号频段相同，均为2．4GHz，因此同频段产生的信号干扰对地铁信号的传输工作带来了极大阻碍。比如深圳市部分地铁集团通告称由于地铁信号系统受到部分乘客所携带的3G无线路由器的信号干扰，不利于列车的安全运行，因此，排除干扰因素迫在眉睫。

4车地无线双向通信传输过程的抗干扰措施

4.1排除自身干扰因素的措施

车地通信系统产生的自身干扰就好比随机误差，它的产生是不可避免的，但是可以降低和减弱，要想排除自身干扰因素的影响，有关部门需要采用一定的科技手段及方法，通过合理的规划和设置无线终端的位置及其发射功率，降低自身产生的同频干扰。而像自身邻频干扰，我们在实际的通信传输过程中，一定要遵循科学、合理的信道选择原则，在13个信道的选择过程中，应尽量避免选择相距较近、信号易重叠的信道，如选择1，6，13这3个信道就可以避免信号重叠。与此同时，也可以应用FHSS跳频扩频及DSSS直序扩频等高端技术，以增强系统的抗干扰能力。

4.2排除外部干扰因素的措施

4.2.1地铁沿线外部网络的管理方面

车地无线通信传输的外部干扰的主要影响因素是外部网络的干扰，因此城市地铁的相关管理部门在地铁外沿的网络建设方面应构建严格、完善的管理制度，统一规划地铁的公共网络系统的使用情况，平衡网络资源的使用。除此之外，还应加强乘客的安全意识教育，制定严格的乘车行为规范，警示和提醒乘客在乘车期间使用便携式的手机3G无线路由器及其他无线设备，呼吁大家互相监督，建立良好的监督机制，促使列车高效、安全的运营。

4.2.2通信频段的选择与应用方面

由于地铁通信系统所选用的通信信号频段具有较强的公开性，无需授权认可便可投入使用，因此众多的民用网络和无线产品多选用此频段进行信号的发射和接收，对地铁信号的传输产生了严重的干扰。为此，地铁相关部门在通信频段的选择上应尽量避免选择2．4GHz的ISM频段，如可以通过选择应用较少的信号频段，或者申请地铁专用信号频段，相比于前者，后者的成本较高，手续也比较复杂，所以在实际选择过程中，需要综合考虑各方面因素的影响。综上所述，影响地铁信号系统中车地无线双向通信传输系统的干扰因素主要分为自身干扰和外部干扰，通过多次实践证明，外部干扰因素一直是地铁信号传输系统中的痼疾，为了根除外部干扰，我国相关部门应在地铁专用信号频段的建设及规划上积极与地铁业主洽谈、合商，努力促使地铁通信方面的障碍和问题得到有力解决，最大程度上实现地铁的应用价值。

作者:安彬 单位:太原市轨道交通建设管理办公室