地鐵通信系統(tǒng)引入TD—LTE系統(tǒng)后的干擾分析研究

甘超瑩

【摘要】 地鐵信號(hào)覆蓋工程為地鐵運(yùn)行提供了信號(hào)支撐，保證了地鐵運(yùn)行的安全、平穩(wěn)。本文主要分析了引入TD-LTE系統(tǒng)后，對(duì)地鐵專(zhuān)用通信系統(tǒng)、民用通信系統(tǒng)可能存在的干擾情況，并計(jì)算了各通信系統(tǒng)間的干擾隔離度，希望在引入后能合理選用頻段。

【關(guān)鍵詞】 地鐵通信系統(tǒng) TD-LTE系統(tǒng) 引入干擾 分析研究

地鐵通信系統(tǒng)包括了專(zhuān)用通信系統(tǒng)、民用通信系統(tǒng)。其中，日常公眾通信的實(shí)現(xiàn)主要利用的是民用通信系統(tǒng)（2G/3G五大通信系統(tǒng)），地鐵專(zhuān)用調(diào)度通信的實(shí)現(xiàn)依靠專(zhuān)用通信系統(tǒng)。由于發(fā)射機(jī)、接收機(jī)存在缺陷，頻率不同的系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)共存干擾，如阻塞干擾、互調(diào)干擾、雜散干擾等。在引入了TD-LTE之后，地鐵控制中心第一時(shí)間掌握列車(chē)行駛情況，乘客也可實(shí)時(shí)觀看賽事、電視劇等咨詢(xún)，有效的提升了地鐵系統(tǒng)響應(yīng)能力。但TD-LTE系統(tǒng)的引入也會(huì)造成系統(tǒng)間干擾。

一、系統(tǒng)間的干擾

互調(diào)干擾、阻塞干擾、雜散干擾是常見(jiàn)的系統(tǒng)間干擾類(lèi)型。各干擾都有計(jì)算公式，需要在計(jì)算過(guò)后確定隔離度。比如，設(shè)計(jì)多系統(tǒng)時(shí)，想要系統(tǒng)正常運(yùn)行，僅需確保處于接收機(jī)輸入端的強(qiáng)干擾信號(hào)功率與系統(tǒng)阻塞電平更低的水平即可。以Pb為接收機(jī)阻塞電平指標(biāo)，Po為干擾發(fā)射機(jī)輸出功率：

Pb≥接收的干擾電平=Po-MCL

這時(shí)，接收機(jī)不會(huì)因干擾信號(hào)而受阻，系統(tǒng)間隔離度是：

MCL≥Po-Pb

二、民用通信間干擾

①計(jì)算雜散干擾隔離度后，得出民用通信系統(tǒng)間要對(duì)CDMA2000、WCDMA系統(tǒng)做隔離，以90dB為隔離度。②計(jì)算阻塞干擾隔離度后，需要對(duì)CDMA2000進(jìn)行隔離，以73dB為隔離度。③計(jì)算互調(diào)干擾隔離度后，以23dB為各大系統(tǒng)之間的隔離度。綜合計(jì)算互調(diào)干擾、阻塞、雜散隔離度后，得出了以90dB為民用通信系統(tǒng)間的隔離度。分析地鐵民用通信系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，隔離措施以POI合路為主，即通過(guò)器件隔離，互調(diào)與雜散隔離度需要超過(guò)90dB。

三、專(zhuān)用通信系統(tǒng)、民用通信系統(tǒng)間的干擾

專(zhuān)用通信系統(tǒng)、民用通信系統(tǒng)在互調(diào)干擾方面以36dB為隔離度。90dB是專(zhuān)用通信系統(tǒng)受民用通信系統(tǒng)在阻塞干擾與雜散干擾上的最小隔離要求。因POI是民用通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，所以，完全能滿(mǎn)足隔離要求。器件隔離能減輕民用通信系統(tǒng)受專(zhuān)用通信系統(tǒng)的干擾，器件主要安裝在專(zhuān)用通信系統(tǒng)端。但是，安裝實(shí)踐中，并不能將干擾抑制設(shè)備安裝于專(zhuān)用通信系統(tǒng)端。所以，不妨設(shè)計(jì)空間隔離辦法。

四、民用通信系統(tǒng)防止專(zhuān)用通信系統(tǒng)的干擾隔離辦法

分布系統(tǒng)式是集群通信的主要布放形式，見(jiàn)圖1。

圖 1

WLAN的布放方式有兩種，第一是分布系統(tǒng)式，第二是AP的直接架設(shè)方式。具體可見(jiàn)圖2。

圖 2

因?yàn)槲创_定布放WLAN的方式，所以，不妨采取第二種布放方式進(jìn)行隔離度的計(jì)算。

計(jì)算漏纜隔離距離的公式：

接收頻段范圍內(nèi)的無(wú)線電波長(zhǎng)為λ（m），發(fā)射天線和接收天線的垂直長(zhǎng)度為dv（m），發(fā)射天線和接收天線間的垂直隔離度為Vi（dB）。

所以，民用通信系統(tǒng)和WLAN的間隔為1m，民用通信系統(tǒng)和集群通信系統(tǒng)的距離為.05m。其隔離度分別是82dB、68dB。針對(duì)DCS、CDMA2000、GSM系統(tǒng)，以POI合路處理信源信號(hào)后，再由饋線與漏纜連接，以9.5dB為信源與漏纜間的隔離度損耗。針對(duì)TD-LTE系統(tǒng)，功分處理信源信號(hào)，再與POI系統(tǒng)連接，并由饋線接入漏纜，以9.5dB為隔離度損耗。在WCDMA系統(tǒng)中，POI合路處理信源信號(hào)后，再由饋線接入漏纜，以6.5dB為隔離度損耗。在TETRA通信系統(tǒng)、民用通信系統(tǒng)間，設(shè)置的垂直隔離為0.5m。WLAN系統(tǒng)、民用系統(tǒng)系統(tǒng)間，空間垂直隔離為1m。

五、TD-LTE通信系統(tǒng)和WLAN間干擾

TD-LTE與WLAN間的干擾包括：基站間的干擾、終端間的干擾、基站和終端間的干擾。針對(duì)不同干擾類(lèi)型，需采取不同規(guī)避辦法。①TD-LTE基站與WLAN AP：雜散干擾，WLAN天線與漏纜的間距設(shè)置為1m；②WLAN終端與TD-LTE基站：雜散干擾，設(shè)置超過(guò)0.5m的間距；③WLAN AP與TD-LTE終端：WLAN AP受TD-LTE終端的雜散干擾，設(shè)置超過(guò)250m的間距。在TD-LTE基站采取二頻段，同時(shí)加大雜散指標(biāo)，確保2.2m的最小間距。④WLAN終端與TD-LTE終端：雜散干擾，場(chǎng)景惡劣時(shí)，可以降敏。在2.6GHz頻段，TD-LTE終端加嚴(yán)41dB。

六、結(jié)語(yǔ)

如果WLAN基站受TD-LTE基站干擾，以90dB為POI系統(tǒng)隔離標(biāo)準(zhǔn)，這符號(hào)隔離指標(biāo)。若TD-LTE受WLAN干擾，以1m為空間隔離標(biāo)準(zhǔn)，這符號(hào)系統(tǒng)隔離指標(biāo)。在本文論述的移動(dòng)TD-LTE系統(tǒng)中，共有2320MHz-2370MHz（上下行共用）、2570MHz-2620MHz（上下行共用）兩種方案。在方案一種，TD-LTE與WLAN在2.3GHz頻段的隔離要求以71m為準(zhǔn)。在使用方案二的2.6GHz頻段，二者的隔離要求為2.2m。本文在簡(jiǎn)述了系統(tǒng)間干擾隔離度之后，對(duì)各種干擾類(lèi)型進(jìn)行了分析，希望對(duì)今后的TD-LTE系統(tǒng)建設(shè)起到拋磚引玉的作用。