軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)覆蓋及干擾問(wèn)題研究

于振

【摘要】 軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍及系統(tǒng)的穩(wěn)定性是確保列車安全運(yùn)行的關(guān)鍵。無(wú)線通信為列車指揮控制和信息傳輸提供了便利的通信條件，但同時(shí)由于無(wú)線環(huán)境的不穩(wěn)定性和易受干擾性，導(dǎo)致軌道交通無(wú)線通信不通暢，給列車安全行駛帶來(lái)安全隱患。本文以軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)覆蓋特性和干擾性為研究對(duì)象，通過(guò)研究軌道交通無(wú)線通信信號(hào)覆蓋率和覆蓋特性，分析無(wú)線通信系統(tǒng)中的干擾源，并具有針對(duì)性的提出應(yīng)對(duì)策略，以提高軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

【關(guān)鍵字】 軌道交通 無(wú)線通信系統(tǒng) 覆蓋率 干擾問(wèn)題

軌道交通通信與控制中，無(wú)線通信信號(hào)穩(wěn)定性一直是難以攻克的課題，無(wú)線通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋和抗干擾能力是軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量的重要保證。研究軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋及其干擾問(wèn)題，應(yīng)用科學(xué)的方法和先進(jìn)的技術(shù)，確保軌道交通無(wú)線通信暢通，保證列車穩(wěn)定、安全運(yùn)行具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋

1.1覆蓋率

其中，Hb為基站高度，Hm為移動(dòng)臺(tái)高度。由此可知，無(wú)線通信路徑損耗取決于截距的無(wú)線信號(hào)頻率、基站高度和移動(dòng)臺(tái)高度。

在軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)覆蓋范圍中，隧道作為特殊環(huán)境無(wú)線通信電波在傳播過(guò)程中受到列車、隧道洞壁構(gòu)造、隧道界面及曲面等因素的影響，可利用Motley模型計(jì)算無(wú)線電波路徑損耗，計(jì)算公式為：PL=PL0（37dB）+10nlog（d）+Fwall+Ffloor，其中PL為1m范圍內(nèi)損耗參照點(diǎn)，n為衰減因子n=2，d為收發(fā)器距離，F(xiàn)wall為基站與移動(dòng)臺(tái)之間墻壁引起信號(hào)衰減總值，F(xiàn)floor為基站與移動(dòng)臺(tái)之間地面衰減總值。

二、軌道交通通信系統(tǒng)干擾問(wèn)題與應(yīng)對(duì)策略

2.1干擾問(wèn)題

軌道交通無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)采用IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)，該標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用性和開放性，其中IEEE802.11a工作頻段為5.8GHz，傳輸速率54Mbps，IEEE802.11b工作頻段為2.4GHz，傳輸速率可達(dá)11Mbps，IEEE802.11g工作頻段為2.4GHz，傳輸速率54Mbps。在軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)中，普遍采用IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)的WLAN，頻率范圍在2412-2484MHz之間，信道有1-14個(gè)，平均帶寬為22MHz。在無(wú)線通信系統(tǒng)工作中，經(jīng)常出現(xiàn)各系統(tǒng)間相互干擾和爭(zhēng)搶信道的問(wèn)題，總結(jié)無(wú)線通信干擾源主要來(lái)源于同頻干擾和鄰道干擾。

同頻干擾問(wèn)題是軌道交通通信系統(tǒng)所采用的通信頻率與外界其他系統(tǒng)通信頻率相同相互之間產(chǎn)生干擾現(xiàn)象。在同一信道上每次只允許發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)幀，當(dāng)來(lái)自不同系統(tǒng)信道同時(shí)發(fā)送請(qǐng)求時(shí)，會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)延時(shí)發(fā)送，并且在延時(shí)過(guò)程中數(shù)據(jù)幀之間發(fā)生碰撞會(huì)出現(xiàn)丟包問(wèn)題。鄰道干擾問(wèn)題是相鄰信道功率之間會(huì)產(chǎn)生信道頻率干擾，譬如信道與信道之間產(chǎn)生重疊現(xiàn)象，導(dǎo)致通信串頻現(xiàn)象。

2.2應(yīng)對(duì)策略

在面對(duì)軌道交通通信系統(tǒng)通信干擾問(wèn)題時(shí)可采取合理規(guī)劃軌道交通周邊基站設(shè)施建設(shè)、正確選擇無(wú)線頻段、提高有效信號(hào)發(fā)生頻率、降低干擾信號(hào)發(fā)射頻率等方法予以應(yīng)對(duì)。在軌道交通通信基站的建設(shè)中，通過(guò)合理規(guī)劃與布局，禁止架設(shè)其他類型的通信發(fā)射和接收設(shè)備，以確保軌道交通無(wú)線通信不受干擾；在軌道交通無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)的選擇上，采取與公用IEEE802.11g系統(tǒng)開放2.4GHz頻段不同的頻段，如5.8GHz頻段，增強(qiáng)軌道交通無(wú)線通信頻段的專屬性；為保證軌道交通通信信道不受干擾，在軌道交通運(yùn)行時(shí)適當(dāng)降低其他通信源的發(fā)射功率，并增強(qiáng)軌道交通無(wú)線通信的發(fā)射功率。

三、結(jié)語(yǔ)

無(wú)線通信應(yīng)用于軌道交通通信系統(tǒng)已經(jīng)成為一種未來(lái)普及的發(fā)展趨勢(shì)，為保證軌道交通無(wú)線通信信號(hào)穩(wěn)定，確保軌道交通安全運(yùn)行，在軌道交通無(wú)線基站建設(shè)上要以建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為依托，充分考慮實(shí)際環(huán)境因素的影響合理布局通信基站，并針對(duì)無(wú)線通信所面臨的干擾問(wèn)題予以進(jìn)行治理。在未來(lái)相信隨著技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，將會(huì)有更加先進(jìn)的措施提高軌道交通通信抗干擾能力，確保軌道交通無(wú)線通信暢通的新措施，這還需要我們進(jìn)行不斷的努力繼續(xù)研究下去。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]劉立偉.淺析軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)電波覆蓋特性[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用.2013（15）

[2]吳迪松.軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)潛在干擾分析[J].中國(guó)無(wú)線電.2012（05）

[3]楊利強(qiáng).城市軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)融合方案[J].都市快軌交通.2015（02）