移动闭塞信号系统无线通信干扰问题探讨
摘要：面对我国日益严重的交通情况，城市轨道交通是缓解交通压力的重要方式。
在通信技术不断发展的过程中，CBTC系统得到了广泛的应用，为了保证CBTC系统的正常运行，无线通信干扰是亟需解决的重点问题之一。
文章首先介绍了无线通信技术在城市轨道交通CBTC系统中的应用，然后分析了CBTC系统受到干扰的原因，最后针对无线通信干扰问题提出了有效措施。
下载论文网 关键词：城市轨道交通；CBTC；无线干扰；无线通信技术；移动闭塞信号系统 中图分类号：U231文献标识码：A文章编号：1009—2374（2014）23—0088—02 近年来，通信技术取得飞速发展的同时其应用范围也在逐渐扩大，建立在通信技术基础上的CBTC系统也逐渐应用于各大城市轨道交通的信号系统中。
通过实际的应用情况来看，CBTC系统在运营的功能、行车通过的能力以及行车安全性等方面都得到了有力的认证，该系统将会取得更大范围的应用。
现阶段，CBTC系统的信号系统主要采取的是无线通信系统，这就导致无线通信干扰问题成为影响CBTC系统正常、安全运行的主要问题，同时关于无线通信干扰问题的研究也在不断进行着，为了保证CBTC系统能够在城市轨道交通信号系统中发挥一定的作用，需要尽快解决此问题。
1无线通信技术在城市轨道交通CBTC信号系统的应用 在CBTC系统中，车和地面的通信需要通过无线通信设备来实现，因而无线通信设备是城市轨道交通系统中重要的组成部分。
我国目前所运用的主要是由2.4G频段组建而成的无线局域网，其中直序扩频DSSS和跳频扩频PHSS是其主要采用的扩频方式。
对于扩频方式的选择则需要根据CBTC系统的类型以及特点来进行。
一般来说，如果选择的是直序扩频DSSS的信号系统，车地之间的通信会将信道1到11作为主信道；如果选择的是跳频扩频PHSS的信号系统，基于跳频扩频PHSS频率实时、高速跳变的特点，其相对于直序扩频固定传输的方式，可以更好地防止频率被干扰。
在城市轨道交通系统的内部，为了有效解决同频受到干扰的问题，信号系统和通信系统采取的无线频段的时候会进行协调分配。
一般来说城市轨道交通信号系统采取的是2.4G频段，PIS系统采取的是5.8G频段。
在通信技术不断发展和进步的过程中，个人对移动通信信息量的要求在不断增强，并且这些信息量是非常大的，这就使得一些城市根据当地的需求采用了开放的2.4G频段的无线区域网技术覆盖率城市地上和地下的空间。
但是在应用的过程中问题也逐渐凸显，2.4G频段的使用环境是非常复杂的，加之其是开放性的频段，因而在CBTC系统中实现车地通信需要面对十分复杂的环境，并且系统的干扰源也会因此变得更加复杂，对CBTC系统的正常工作产生了不利的影响，系统的安全性受到了损害。
2CBTC信号系统受到干扰的原因分析 我国现阶段短距离所使用的2.4G频段的公用无线电设备是非常多的，其中主要包括无线局域网、无线接入系统、扩频通信系统、射频设备、微波医疗设备等，这就导致了CBTC信号系统会遇到更为复杂的干扰源，也就对CBTC系统的正常运行造成了影响。
因而我们需要对CBTC信号系统的干扰源进行分析，这样才能有效地采取相应的措施来解决。
2.1便捷式WI—FI路由器 目前，在城市地铁车厢中普遍存在的现象就是存在着大量的便捷式WI—FI，也就是人们将信号转化成手机等终端来提供上网的渠道，这就增加了同一频段的干扰。
如果地铁车厢的人数过多，就会干扰信号无线车地数据通信系统，甚至会在一定程度上增加了无线数据错误传输的可能性，这就会对列车的正常运行造成破坏。
2.2移动等运营商的WI—FI系统 随着移动用户群的不断增加，移动、联通、电信等运营商也在不断扩展着自己的业务范围。
目前，这些运营商就将WI—FI系统引入了城市轨道交通系统中，常见的就是在地铁内部建立可供公众使用的无线局域网。
这样公共的无线局域网同样会对车的数据传输产生影响，从而影响列车的正常运行。
但是我国现阶段还没有实现城市无线局域网的全面覆盖，因为很多城市并没有将WI—FI系统引入到城市轨道交通系统的内部。
2.3微波医疗设备 很多城市地铁路线附近都会有微波医疗设备，这些设备也会对城市轨道交通系统产生影响。
根据相关调查发现，微波医疗设备对CBTC系统造成影响的事件是实际存在的，甚至影响到了系统的安全性，这是在以后的发展中需要解决的。
2.4地铁线网 在地铁逐渐形成线网之后，由于地铁两条线路的CBTC系统采用的是有效频段，因而在换乘站或者是联络线中极容易出现同频段干扰的问题，这样就会导致信号之间的渗漏，如果所渗漏的信号过大，就会使得CBTC系统的运行受到干扰。
随着这些问题的日益严重，城市轨道交通CBTC信号系统受到的干扰问题也在逐渐增多，因而更需要对这些干扰源进行深入的研究，采取有效的措施来尽可能地防止无线通信干扰。
3针对无线通信干扰问题的有效措施 3.1根据地铁运行的特点和环境综合考虑系统的设计 首先是扩频方式的选择，在两种扩频方式中，跳频扩频相对于直序扩频来说其抗干扰能力更好，并且具有良好的保密性。
我们国家规定短距离使用2.4G频段，而跳频扩频技术的主要特点就是带宽窄和功率谱密度较高，在此频段中选择跳频扩频技术就可以有效地避免干扰。
除此之外，跳频扩频可以通过载波的方式实现不同频率之间的快速转换，并且在发射和接收两端采用了虚拟随机的过程，这样就使得跳频扩频技术能够有较强的抗干扰能力。
然而在选择直序扩频技术的时候，需要增加其他的复制设计。
其一就是将双网双频冗余设计应用到车地通信设计中，同时对于频点的选择也需要进行相应的改变，应该使用不会相互干扰的双频道，这种方式对降低干扰几率有一定的帮助。
其二就是使用窄带技术，也就是在原有频道频宽的基础上进行相应的缩减，这样能够在功率谱密度上有所提高，在频道上有更加多样化的选择。
其三就是提前制定计划进行信道的分配，这样就可以有效地解决换乘站和联络线同频干扰的问题，因而这是在进行系统设计时就需要注意的。
3.2加强城市轨道交通运营维护部门的工作 首先就是要加强对地铁线路周边环境的检查，例如医院微波设备等无线通信干扰设备，需要根据这些设备的地点以及具体情况来制定相应的措施，以尽可能地减少这些设备对CBTC系统以及列车正常运行的影响，同时还可以制定合理的政策来限制地铁线路周边无线设备的建设，从而实现防止无线通信干扰的目的，保证系统和列车运行的安全性。
其次就是及时地对地铁内部的信号环境进行检查，将其作为日常运行维护工作的组成部分。
最后就是可以在列车头、尾和客室的连接隔板处加设屏蔽设备，这种方式可以防止便捷式的无线网络对列车运行所产生的干扰，但是此方式尚在研究中，其实际效果还有待验证。
3.3制定长期的规划策略 在未来的发展中，通信技术和科学技术还将有着更大的变化，因而可以将现阶段无线通信干扰问题作为研究方向，从而保证城市轨道交通CBTC系统的正常运营。
首先就是频段的使用，虽然国家相关规定中已经表明将2.4G频段作为数据传输的通道，但是5.8G频道同样可以作为车地数据传输的通道。
相比较而言，5.8G频段的工作环境更加清洁，但是其也存在着一定的缺陷，就是数据传输的距离是比较短的，同时覆盖范围比较狭窄，这可以作为未来的选择，但是还是要根据具体情况和抗干扰效果进行选择。
其次就是在无线网络技术不断发展的过程中，4G网络技术已经逐渐走向成熟，这也可以作为未来防止无线通信干扰的一种方式。
最后就是建设属于城市轨道交通CBTC系统的专属频段，这个目标的实现需要经历很长的一段时期，而在建设过程中也需要考虑多方面因素，例如通信市场中是否存在专用频段相关设备，商家将这些设备投入生产的可能性都是需要考虑的问题。
总而言之，专用频段的建设是非常艰难的。
但是总体来说，无线通信干扰问题已经到了亟需解决的阶段，同时关于无线通信干扰的研究还需要继续进行长期的研究，这样才能从根本上解决无线通信干扰问题。
参考文献 [1]陈浩莹．城市轨道交通CBTC信号系统无线通信抗干扰技术研究[J]．铁道通信信号，2013，2（5）． [2]范良．地铁信号系统发展趋势及功能区别[J]．价值工程，2011，1（1）． [3]梁君．移动闭塞信号系统在城市轨道交通中的应用 [J]．信息化研究，2010，1（3）． 作者简介：罗俊杰（1982—），广东深圳人，供职于深圳市地铁集团有限公司，研究方向：通信技术。