城市軌道交通通信系統(tǒng)干擾共存問題的現(xiàn)代研究

摘 要 對軌道交通通信系統(tǒng)中覆蓋及干擾共存相關(guān)問題的研究還存在很多的方面，隨著軌道交通的發(fā)展和移動(dòng)便攜式設(shè)備的不斷更新，還會(huì)出現(xiàn)更多的干擾問題。鑒于此，本文對城市軌道交通通信系統(tǒng)干擾共存問題進(jìn)行了分析探討，僅供參考。

關(guān)鍵詞 城市軌道；交通通信；干擾共存

1 干擾原理

無線電波是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信的載體，這一載體在實(shí)現(xiàn)無線信號傳輸?shù)耐瑫r(shí)，也必然決定著通信過程會(huì)受到多方面的影響，同頻干擾、鄰頻干擾、互調(diào)干擾、阻塞干擾以及帶外干擾等都屬于較為常見的無線電波干擾形式，在軌道交通通信系統(tǒng)中，最易產(chǎn)生同頻干擾與鄰頻干擾這兩種干擾形式。所謂同頻干擾指的是干擾信號的工作頻段與在用信號的工作頻段相同導(dǎo)致的干擾；而鄰頻干擾則是工作于相鄰頻段的通信系統(tǒng)，由于各自發(fā)射機(jī)和接收機(jī)自身設(shè)備老化等方面因素，造成其性能不理想所引起的干擾[1]。

2 軌道交通的CBTC網(wǎng)絡(luò)通信的分析

2.1 軌道交通的CBTC通信的系統(tǒng)

針對軌道交通的CBTC的系統(tǒng)而言，主要是為通信的移動(dòng)閉塞系統(tǒng)，所負(fù)的責(zé)任便是對軌道交通進(jìn)行自我保護(hù)以及運(yùn)行和監(jiān)控等方面的功能，在此之外，軌道交通的CBTC系統(tǒng)是否可以正常的運(yùn)行，將會(huì)直接的去關(guān)系到軌道交通的安全以及穩(wěn)定?，F(xiàn)如今在我國最近的幾年來，我國軌道交通事業(yè)已經(jīng)是得到了快速的發(fā)展，然而其軌道交通的CBTC系統(tǒng)主要是憑借著自身的信息輸送量大以及傳輸速度快等方面的特點(diǎn)已經(jīng)是在目前我國軌道交通軌道之中得到了較為廣泛的應(yīng)用。之所以軌道交通的CBTC系統(tǒng)具有能夠滿足軌道交通運(yùn)行過程中的實(shí)際需求，主要是因?yàn)檐壍澜煌–BTC系統(tǒng)可以更好地去保證2.4GHz工作段可以不間斷的雙向通信所導(dǎo)致。

2.2 移動(dòng)Wi-Fi的通信系統(tǒng)

目前在我國的很對軌道交通網(wǎng)絡(luò)之中，通過采用移動(dòng)Wi-Fi通信能夠更好地去實(shí)現(xiàn)無線信號傳輸?shù)那闆r是比較常見的，通常情況下，Wi-Fi設(shè)備是較為應(yīng)用到軌道交通的信號傳輸之中，其進(jìn)行傳輸也是可以更好地去實(shí)現(xiàn)軌道交通特定移動(dòng)信號的通信，因此現(xiàn)如今在我國很多的軌道交通之中也是可以更好地去實(shí)現(xiàn)4G通信也是應(yīng)用這個(gè)設(shè)備進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的[2]。

3 干擾問題的研究方法分析

3.1 系統(tǒng)模型

軌道交通的CBTC通信系統(tǒng)一般存在著列車上車載天線VA至軌道旁AP的上行鏈路、軌道旁AP至列車上車載天線的下行鏈路兩條無線鏈路，而移動(dòng)Wi-Fi通信系統(tǒng)則需要保證在2.4GHz頻率，這就與CBTC通信系統(tǒng)出現(xiàn)了同頻干擾問題，而當(dāng)軌道交通中使用移動(dòng)Wi-Fi通信系統(tǒng)連接網(wǎng)絡(luò)的人增多時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生大量的信號鏈路，這些都會(huì)影響CBTC通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行。此外，當(dāng)軌道交通中CBTC通信系統(tǒng)與移動(dòng)Wi-Fi通信系統(tǒng)釆用同一信道傳輸信號時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)互相競爭復(fù)用同一信道的現(xiàn)象，最終影響CBTC通信系統(tǒng)的正常通信，造成軌道交通運(yùn)行安全問題的出現(xiàn)。

介于移動(dòng)Wi-Fi通信系統(tǒng)MIiFi設(shè)備安裝位置固定的特點(diǎn)，筆者采用了隨機(jī)的方式模擬了現(xiàn)實(shí)中車廂內(nèi)用戶的分布，結(jié)合這一分布我們就能夠創(chuàng)建車廂內(nèi)用戶分布模型，結(jié)合這一模型我們就可以得出車廂內(nèi)Wi-Fi通信系統(tǒng)傳播模型、隧道內(nèi)Wi-Fi通信系統(tǒng)傳播模型、從車廂至隧道的Wi-Fi通信系統(tǒng)傳播模型。而參考IEEE802.11g物理層會(huì)聚協(xié)議中協(xié)議數(shù)據(jù)單元數(shù)據(jù)幀中的前同步信號、信頭與凈荷，我們就能夠得出N0=NData+NHeader+Ncrc+NService+NTail這一數(shù)據(jù)傳輸總的比特?cái)?shù)求解公式，而結(jié)合這一公式筆者得出CBTC通信系統(tǒng)下行鏈路每40ms傳輸500字節(jié)的結(jié)論。

3.2 理論分析

對于理論分析的方法而言，主要是指利用和所研究通信系統(tǒng)相關(guān)的一些數(shù)學(xué)模型，并且一個(gè)有關(guān)的數(shù)學(xué)理論以及方法，對其通信系統(tǒng)中一類或者是幾類性能指標(biāo)進(jìn)行估算的一個(gè)過程，同時(shí)針對理論分析的方法而言，主要是應(yīng)用到尋找提高通信系統(tǒng)某一些性能方面的算法，或者是去探究通信系統(tǒng)中某一些性能指標(biāo)的理論極限情況。一般情況下，為了能夠降低數(shù)學(xué)分析所存在著的復(fù)雜程度，理論分析的方法通常情況下將會(huì)對實(shí)際過程中所涉及的系統(tǒng)模型以及研究條件等進(jìn)行相應(yīng)的簡化。雖然是簡化處理能夠時(shí)期分析人員將研究的精力放到所關(guān)心的主要問題上，但是針對這些理論而言，通常情況下將會(huì)導(dǎo)致理論分析所得出來的性能以及實(shí)踐采用這項(xiàng)技術(shù)間具有相應(yīng)的差異。

3.3 系統(tǒng)級的仿真方法分析

針對系統(tǒng)級仿真的方法而言，通常情況下主要是借助于計(jì)算機(jī)輔助從而去模擬整個(gè)通信系統(tǒng)的工作，使其能夠得出所關(guān)心的通信性能直接指標(biāo)。系統(tǒng)級仿真一般情況下是需要擬建通信的軟件仿真平臺(tái)，然而對于仿真平臺(tái)而言在本質(zhì)上便是一個(gè)大的計(jì)算機(jī)，其輸入主要是描述所關(guān)注的通信場景的參數(shù)，例如射頻指標(biāo)等，其輸出所關(guān)注的性能便是為指標(biāo)的最終統(tǒng)計(jì)結(jié)果，例如系統(tǒng)的時(shí)延等。對于所謂的仿真平臺(tái)而言，其主要是可以分為動(dòng)態(tài)的仿真平臺(tái)和靜態(tài)的仿真平臺(tái)。

3.4 軌道交通場景下的通信系統(tǒng)模型分析

針對軌道交通的CBTC通信系統(tǒng)而言，通常情況下主要是存在于車上車載天線AV一直到軌道旁AP的上行鏈路、軌道旁AP一直到列車上車載天線的下行鏈路兩條無線的鏈路，然而針對移動(dòng)Wi-Fi的通信而言，主要是需要能夠保證在2.4GHz的頻率，這樣便需要能夠和CBTC通信系統(tǒng)存在著同頻干擾方面的問題，然而在軌道交通之中所采用的移動(dòng)Wi-Fi通信連接網(wǎng)絡(luò)之中的人增多時(shí)候，將會(huì)出現(xiàn)比較多的信號鏈路，對于這些而言將會(huì)直接的影響到CBTC通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在此之外在軌道交通之中的CBTC通信系統(tǒng)以及移動(dòng)Wi-Fi通信系統(tǒng)采用了相同的傳輸信號時(shí)候，也將會(huì)存在著相互競爭同一個(gè)信道的情況，最終將會(huì)對CBTC的通信系統(tǒng)正常通信帶來直接的影響，并且也時(shí)將會(huì)導(dǎo)致軌道交通運(yùn)行安全的問題出現(xiàn)。

4 結(jié)束語

本文僅是對一種共存干擾進(jìn)行了分析，對于設(shè)備及系統(tǒng)的研究還不夠深入，希望在接下來的工作中能夠初步研究和解決。

參考文獻(xiàn)

[1] 宋瓷婷.軌道交通通信系統(tǒng)中覆蓋及干擾共存相關(guān)問題的研究[D].北京：北京郵電大學(xué)，2014.

[2] 龐文湛.CBTC系統(tǒng)在隧道情景下無線通信干擾的研究[D].廣州：華南理工大學(xué)，2014.

作者簡介

王曉杰（1990-），男，山西長治市；學(xué)歷：大學(xué)本科，現(xiàn)就職單位：蘭州軌道交通有限公司，研究方向：通信工程。