地鐵民用通信引入5G后干擾問題論述

王軒

摘 要：地鐵作為城市的主要交通工具之一已經(jīng)成為人們出行的首要選擇。為了切實提升5G和其他系統(tǒng)在地鐵環(huán)境內(nèi)的應(yīng)用和覆蓋質(zhì)量，需要對地鐵民用通信引入5G之后對其他系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾問題進(jìn)行分析和研究。本文主要研究當(dāng)前地鐵民用通信引入5G之后的干擾問題，結(jié)合相關(guān)規(guī)定和指標(biāo)要求，以最小耦合損耗分析法作為理論基礎(chǔ)，計算了其他通信系統(tǒng)與5G應(yīng)用的隔離程度，以期促進(jìn)地鐵實際工程建設(shè)的發(fā)展和質(zhì)量的提升。

關(guān)鍵詞：地鐵民用通信;5G技術(shù);通信干擾

中圖分類號：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 干擾及隔離

1.1 干擾類型及隔離原則

當(dāng)前，5G網(wǎng)絡(luò)在城市化建設(shè)中得到了非?？焖俚膽?yīng)用和部署，而伴隨著5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的深入發(fā)展，地鐵民用通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)工作也將與5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行深入結(jié)合，在實際建設(shè)的過程當(dāng)中有望實現(xiàn)多個系統(tǒng)的共同發(fā)展，結(jié)合多個系統(tǒng)的多個制式情況實現(xiàn)共址共建工作， 地鐵通信主要構(gòu)成如圖1 所示。但是，當(dāng)前5G與其他系統(tǒng)之間存在一個較為主要的問題就是信號的干擾問題，為了切實落實5G網(wǎng)絡(luò)與多個系統(tǒng)的共同部署，就需要深入分析5G與其他系統(tǒng)之間存在的干擾情況[1]。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前地鐵民用通信系統(tǒng)中多家運營商在進(jìn)行系統(tǒng)建設(shè)時大多采用POI進(jìn)行合路，并且采用分纜的建設(shè)方式為系統(tǒng)的覆蓋提供更多可能。但是，運營商之間不同的通信系統(tǒng)會存在不同的頻率，這些頻率在同時運作時可能會存在一定的干擾問題，最常見的干擾類型主要分為三種，包括雜散干擾、阻塞干擾和互調(diào)干擾等[2]。在分析地鐵民用通信與5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)合相關(guān)問題時需要對這些干擾類型采取有針對性的策略。

1.2 系統(tǒng)干擾隔離原則

結(jié)合當(dāng)前對相關(guān)系統(tǒng)靈敏度惡化的定量分析策略，在進(jìn)行干擾隔離靈敏度底線值計算時采用的主要計算公式和對惡化量進(jìn)行計算時如公式1所示。

（公式1）

當(dāng)干擾功率控制在-7dB時靈敏度的惡化程度為0.8dB，一般來說將接收機在正常運行時能夠接收的最大靈敏度惡化值設(shè)定為0.8dB，基于此，在進(jìn)行實際建設(shè)時應(yīng)該盡可能將雜散輻射信號的強度控制在比接收機底噪低7dB的程度才能滿足實際應(yīng)用需求。

2 5G與其他系統(tǒng)間的干擾隔離度計算

在分析5G系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的干擾隔離度相關(guān)問題時需要從雜散干擾、阻塞干擾、互調(diào)干擾三個隔離度指標(biāo)入手，在進(jìn)行地鐵多個系統(tǒng)合路POI建設(shè)時，系統(tǒng)指標(biāo)要求的阻塞電平和接收機輸入端的強干擾信號功率會存在一定的差別，但是前者的功率一定要大于后者的功率才能保證系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)。當(dāng)前，大多數(shù)運營商在進(jìn)行多個系統(tǒng)共址共建時都會采用POI系統(tǒng)進(jìn)行合路建設(shè)，然后通過上下行分纜的部署方式提升網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)的穩(wěn)定性和功能覆蓋面積，表1描述的是各運營商5G第三階段實驗基站設(shè)備功耗表。結(jié)合POI合路器的實際性能可以發(fā)現(xiàn)，合路器的隔離度一般能夠滿足90dB的基礎(chǔ)隔離需求，對于目前各個系統(tǒng)內(nèi)部存在的阻塞和雜散干擾能夠有效提供隔離功能。而針對三階互調(diào)的抑制值甚至可以達(dá)到-140dBc，因此，為了應(yīng)對176dB的互調(diào)干擾問題還需要通過漏纜上下空間進(jìn)行分纜施工，從而滿足網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的隔離度需求，補充合路器36dB的干擾功能。

3 無線互聯(lián)互通技術(shù)在地鐵通信中的建設(shè)

隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)科技的深入發(fā)展，當(dāng)前國內(nèi)的通信技術(shù)處于較為發(fā)達(dá)的階段。國內(nèi)的基礎(chǔ)通信建設(shè)發(fā)展比較順暢，能夠滿足人們的公共需求，技術(shù)以及規(guī)范化都能夠滿足民用的標(biāo)準(zhǔn)，并且在未來，通信網(wǎng)絡(luò)還會繼續(xù)進(jìn)化和改善。相比之下，國內(nèi)的通信運營商之間有比較良好的互通互信，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計時基本上可以滿足不同設(shè)備和終端的溝通需求，網(wǎng)絡(luò)通信的整體質(zhì)量基本能夠保證。相比于民用通信而言，地鐵通信基礎(chǔ)比較薄弱，不僅在單線控制通信的問題上存在發(fā)展空間，不同線路通信無法實現(xiàn)跨線通信這一問題也亟待解決。國內(nèi)地鐵通信系統(tǒng)的發(fā)展還存在一定的限制，主要是由于網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性以及環(huán)境的影響使得通訊手段很難有較高的質(zhì)量。由于地鐵屬于大面積交通設(shè)施的建設(shè)工作，具有覆蓋面積廣的特點，本身在進(jìn)行地鐵網(wǎng)絡(luò)通信建設(shè)時就存在一定的困難，而當(dāng)下地鐵線路施工建設(shè)時由于地鐵網(wǎng)線存在很強的復(fù)雜性，經(jīng)常需要設(shè)計線路的交匯，如果還是依靠單線通訊的網(wǎng)絡(luò)通信方式已經(jīng)不能滿足地鐵運行的實際需求和現(xiàn)狀，這就要求地鐵網(wǎng)絡(luò)不斷進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。對地鐵網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化更新能夠有效提升通訊的整體化發(fā)展，借助當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互通技術(shù)的穩(wěn)定性以及5G通信的高效性能夠有效應(yīng)對當(dāng)前地鐵運行的實際需求。

4 結(jié)語

綜上所述，在對地鐵民用通信引入5G之后的相關(guān)干擾問題進(jìn)行分析時，文章主要結(jié)合最小耦合損耗干擾分析法計算原則和要求，對各系統(tǒng)之間的隔離度指標(biāo)以及空間隔離度要求進(jìn)行了測算，結(jié)合當(dāng)前地鐵內(nèi)多系統(tǒng)之間最主要的干擾類型提出了三種干擾隔離原則。在實際應(yīng)用的過程中對5G在地鐵覆蓋網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作提供了一定的參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱佳，孫宜軍，山笑磊，等.地鐵民用通信中5G NR與異系統(tǒng)間的干擾隔離度研究[J].移動通信，2019，43（8）：56-61.

[2] 鐵小輝，朱佳.地鐵民用通信引入5G后的干擾分析[J].數(shù)字通信世界，2019（8）：81.