地鐵引入TD—LTE系統(tǒng)對地鐵通信干擾分析及應(yīng)對措施

武斌

【摘要】 隨著我國城市經(jīng)濟的不斷增長以及社會的快速進(jìn)步，地鐵交通也得到了與之相對應(yīng)的發(fā)展，與此同時使得地鐵業(yè)務(wù)范圍也在不斷的擴大，乘客的數(shù)量也隨之逐漸的上漲，這就會對地鐵提出了更好以及更苛刻的要求。要求在地鐵運行過程中，有著更加穩(wěn)定的通信性能，為此，就需要地鐵工程當(dāng)中引進(jìn)TD-LTE系統(tǒng)?；诖?，本文主要探討了地鐵通信系統(tǒng)中引入TD-LTE 系統(tǒng)受到的干擾，同時也計算了個干擾的隔離度，并指出了相對應(yīng)的有效解決措施，從而能夠有效的大幅度提高地鐵系統(tǒng)引入 TD-LTE 系統(tǒng)后選用頻段的合理性。

【關(guān)鍵詞】 地鐵通信系統(tǒng) LD-LTE系統(tǒng) 干擾

一、引言

隨著地鐵時代的來臨，越來越多的乘客選擇地鐵作為自己的出行方式，在這樣的背景之下，就需要在乘坐地鐵的過程中，為乘客提供質(zhì)量合格以及滿意的通信服務(wù)，從而更好的滿足人們的需求。眾所周知，地鐵通信主要包括兩方面的內(nèi)容，分為民用通信及專用通信，其中民用通信與我們?nèi)粘５纳钪g息息相關(guān)，比如像2G/4G通信。而對于專用通信而言，它能夠有效的實現(xiàn)了地鐵的調(diào)度通信。但是在實際過程當(dāng)中由于發(fā)射機與接收機本身的問題，使得通信系統(tǒng)之間發(fā)生阻塞干擾、互調(diào)干擾等干擾形式。如果地鐵工程引進(jìn)TD-LTE系統(tǒng)，管理部門就能夠準(zhǔn)確有效的控制地鐵的運行情況，另外，地鐵的通信質(zhì)量也可以得到大幅度提升。為此，在地鐵系統(tǒng)當(dāng)中引入TD-LTE系統(tǒng)具有極其重要的意義，但是在實際的應(yīng)用過程當(dāng)中還存在一些解決的問題，只有采取有效的解決措施才能夠有效的保障地鐵運行的穩(wěn)定安全。

二、 地鐵通信系統(tǒng)中引入TD-LTE系統(tǒng)的影響分析

在地鐵通信系統(tǒng)當(dāng)中引入TD-LTE系統(tǒng)具有重要的作用，它不僅僅能夠提升通信質(zhì)量，同時也有利于對地鐵運行狀態(tài)進(jìn)行有效的控制。但是在其帶來積極影響的同時也存在自身所固有的缺點，主要表現(xiàn)在四個方面。首先，它的移動速度相對比較慢；其次，碼資源受限TD只有16個碼，這對于業(yè)務(wù)需要所需要的碼數(shù)量并不能夠進(jìn)行有效的滿足；再次，存在著一定的干擾問題，主要是對鄰小區(qū)、上下行以及本小區(qū)產(chǎn)生一定的干擾；最后，同步要求GPS與高TD同步，并且同步的準(zhǔn)確性對于整個系統(tǒng)的工作具有嚴(yán)重的影響。所以，必須要對引入TD-LTE系統(tǒng)后產(chǎn)生的干擾做一個詳細(xì)全面的分析，并且針對所存在的干擾，對其采取科學(xué)以及合適的控制措施，從而能夠

三、地鐵系統(tǒng)引入TD-LTE系統(tǒng)存在的干擾以及隔離度的計算

在地鐵系統(tǒng)當(dāng)中引入TD-LTE系統(tǒng)以后，存在的系統(tǒng)間干擾類種具有很多種，其中主要包含有雜散、互調(diào)以及阻塞干擾等形式。對于這幾種類型的干擾都能夠通過與之相對應(yīng)的公式進(jìn)行計算，從而更加的明確隔離度。當(dāng)受害系統(tǒng)對于干擾基站的干擾不大于受害系統(tǒng)自身熱噪聲 6.9B 的條件之下，這時所存在的干擾可以忽略不計。計算雜散隔離度公式如下：

式中，MCL ：隔離度要求；

Pspu、Pn：分別為干擾基站的雜散輻射電平和干擾系統(tǒng)的接收帶內(nèi)熱噪聲；

WInterfering和WAffected分別為干擾電平的測量和被干擾系統(tǒng)的信道帶寬；

Nf ：接收機的噪聲系數(shù)；

其中通常情況下接收機噪聲系數(shù)都會低于5。

計算互調(diào)隔離度公式為：

MCL=MAX（P1，P2，P3）+POI合路器互調(diào)-Pn-Nf+6.9

其中，P1、P2、P3分別對應(yīng)于1、2、3 干擾系統(tǒng)的信號電平，POI為合路器的互調(diào)指標(biāo)。

比如說，在設(shè)計多系統(tǒng)的過程當(dāng)中，只有讓系統(tǒng)阻塞電平高于接收機輸人端的上干擾信號功率得到相應(yīng)的保證，才能夠進(jìn)一步的使得系統(tǒng)的正常運行有足夠的保證。當(dāng)Po 為干擾發(fā)射機輸出功率，Pb為接收機阻塞電平指標(biāo)時，Pb=PoMCL，并且這一數(shù)值不低于接收到的干擾電平。在這樣的條件下，即便是干擾信號存在，但是也不會影響到接收機的正常運行。此時，系統(tǒng)間的隔離度MCL≥Po-Pb。

四、地鐵系統(tǒng)引入TD-LTE系統(tǒng)干擾計算結(jié)果分析

按照各個系統(tǒng)所存在的雜散系數(shù)以及噪聲基底，計算通信系統(tǒng)間所具有的雜散干擾結(jié)果主要表現(xiàn)在以下幾方面。首先，雜散干擾隔離度通過與之相對應(yīng)的公式進(jìn)行計算完成以后，必須要重視通信系統(tǒng)對于CDMA2000、WCDAM系統(tǒng)的隔離，其具體隔離度是 91dB；其次，通過相關(guān)的公式對于阻塞干擾隔離度進(jìn)行計算，通過計算便可發(fā)現(xiàn)通信系統(tǒng)間隔離的關(guān)鍵點在于CDMA2000 與其他通信系統(tǒng)，且其具體隔離度為 72dB；再次，通過與之相對應(yīng)的公式計算互調(diào)干擾隔離度，經(jīng)過相關(guān)的計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)各個通信系統(tǒng)間實際的隔離度為24dB。通過計算互調(diào)、雜散以及阻塞干擾隔離度，結(jié)果證實在通信系統(tǒng)之間最大的隔離度為91dB。

五、通信系統(tǒng)引入TD-LTE干擾的有效解決措施

通信系統(tǒng)主要包含有民用以及專用通信系統(tǒng)兩部分。民用通信系統(tǒng)與專用通信系統(tǒng)之間存在的互調(diào)干擾隔離度為36dB。與此同時，對于民用與專用通信系統(tǒng)而言，兩者之間的阻塞干擾以及雜散干擾隔離最小需求是90dB。民用通信系統(tǒng)所使用的設(shè)計方案是 POI，對于實際的隔離需求能夠進(jìn)行科學(xué)以及合理的滿足。同時在民用通用系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用器件隔離的形式也能夠?qū)⑵渌艿降母蓴_進(jìn)行有效的降低，在專用通信系統(tǒng)端進(jìn)行器件的安裝同樣可以有效的降低民用通信系統(tǒng)干擾。但是值得注意的一點就是在進(jìn)行器件安裝的過程當(dāng)中，不能夠引入干擾抑制設(shè)備。為此，通過空間隔離方法的使用也能夠得到相對比較滿意的效果。

對于民用通信系統(tǒng)受專用通信系統(tǒng)干擾而言，通常情況下，在地鐵專用通信系統(tǒng)當(dāng)中都是以分布系統(tǒng)式作為集群通信的布放方式，而WLAN可利用AP 的直接架設(shè)式或者是分布系統(tǒng)式兩種形式進(jìn)行布放。由于地鐵 WLAN 并沒有明確出具體的布放方式，為此，在核算實施隔離度的時候可以根據(jù)第一種布放形式進(jìn)行相關(guān)的計算，這主要是由于第一種布放方式相對具有較為嚴(yán)格的要求，計算漏纜隔離距離的公式為：

Vi=64-20*lg（dv/λ）

其中，Vi和dv分別為接收天線與發(fā)射天線以及發(fā)射和接收天線間存在的垂直隔離度；

λ為接收頻段范圍內(nèi)存在的無線電波的波長。

為此，按照地鐵隧道民用通信系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容，民用通信系統(tǒng)與集群通信系統(tǒng)以及WLAN之間的距離分別為 0.5m以及1m。這兩者之間所存在的實際隔離度為68dB以及82dB。在CDMA2000 、GSM 、DCS 系統(tǒng)當(dāng)中，應(yīng)用POI合路對信源信號進(jìn)行相關(guān)的處理之后，然后利用漏纜以及饋線來將他們之間的相互連接得以實現(xiàn)，且認(rèn)為信源與漏纜之間存在的隔離度損耗為 9.5dB。在 TD-LTE 系統(tǒng)當(dāng)中，功分處理信源信號以后，在將其與POI系統(tǒng)進(jìn)行相對應(yīng)的連接，將漏纜通過饋線進(jìn)行接入到其中，此時所存在的隔離損耗也為9.5dB。通過POI合路對WCDMA 系統(tǒng)當(dāng)中的信源信號進(jìn)行處理之后，將漏纜利用饋線進(jìn)行接入，此時所存在的隔離損耗為 6.5dB。在WLAN與民用系統(tǒng)之間，兩者之間的空間垂直隔離為 1m。

對于WLAN 系統(tǒng)與TD-LTE 系統(tǒng)而言，在這兩者之間所存在的干擾主要有基站之間、終端之間以及基站和終端之間的干擾，對于這些不同類型的干擾，都需要采取與之相對應(yīng)的有效措施來進(jìn)行規(guī)避。

（1）在WLAN AP與 TD-LTE 基站當(dāng)中所具有的干擾主要就是相互間雜散干擾，為了能夠?qū)⑦@一類型的干擾進(jìn)行有效的規(guī)避，所采取的措施就是要保證漏纜與WLAN 天線之間的距離為一米；

（2）WLAN終端與TD-LTE基站之間所存在的干擾主要就是雜散干擾，要想對于這種類型的干擾就行有效的規(guī)避就要對于協(xié)議的具體要求進(jìn)行嚴(yán)格的執(zhí)行，將兩者之間的距離保持在0.5m以上；WLANAP與TD-LTE終端之間的主要干擾形式是雜散干擾，對于這種類型的干擾，要想使其能夠有效的規(guī)避，在對于相關(guān)協(xié)議內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格要求之外，還應(yīng)將兩者之間的距離保持在250m以上，在 TD-LTE 基站要對雜散指標(biāo)進(jìn)一步嚴(yán)格化，并且利用方案二頻段，使得實際當(dāng)中兩者之間的距離在2.2m。

（3）WLAN 終端與TD-LTE 終端之間主要也是雜散干擾，此時為了能夠?qū)⑵渌嬖诘母蓴_進(jìn)行有效的規(guī)避，在TD-LTE 終端就應(yīng)該運用2.6GHz 頻段，當(dāng) TD-LTE 終端剛好是該頻段雜散干擾的時候，還應(yīng)該加嚴(yán)41dB，而當(dāng)其所處的場景相對比較惡劣極端的時候，可進(jìn)行合理的降敏。

六、結(jié)束語

綜上所述，隨著社會的不斷進(jìn)步以及經(jīng)濟的快速發(fā)展，地鐵作為一種交通工具得到了較多人的廣泛關(guān)注，在地鐵工程當(dāng)中引入TD-LTE系統(tǒng)具有極其重要的作用，不僅僅能夠大幅度的提升其通信質(zhì)量，同時也能夠讓相關(guān)的管理部門對其運行進(jìn)行有效的控制，但是在實際過程當(dāng)中，由于接收機以及發(fā)射機自身的原因，會使得通信系統(tǒng)之間存在著眾多的干擾形式。但是通過采取科學(xué)有效的措施就能夠?qū)⑵溥M(jìn)行有效的規(guī)避。比如說，應(yīng)用POI系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)TD-LTE基站對WLAN 基站90dB的隔離，能夠完全滿足相應(yīng)的要求。通過不斷的深入研究以及分析 TD-LTE 系統(tǒng)引入對地鐵通信系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾，將其中相關(guān)的隔離度進(jìn)行明確，這樣就能夠提供給TD-LTE 系統(tǒng)建設(shè)更多科學(xué)以及合理的參考，從而更加充分的發(fā)揮該系統(tǒng)所具有的作用，促進(jìn)地鐵的快速發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

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