城市軌道交通通信系統干擾共存問題的研究

馮琳 金翠辰

摘要：對于軌道交通通信以及控制過程中，一直以來都是比較難以進行攻克的難點就是無線通信信號的穩定性，無線通信系統中的網絡覆蓋以及自身抗干擾能力在一定程度上是保證軌道交通無線通信系統服務的重要依據。通過相關研究可知，應該利用相對來說比較先進的科學手段以及技術，只有這樣才能促進軌道交通無線通信具有暢通性，同時還能提高列車的穩定性，對其安全運行發揮著不可忽視的作用。

關鍵詞：軌道交通；信息；覆蓋；干擾問題；分析

由于現階段我國4G無線通信網絡逐漸得到大幅度普及，所以導致我國移動通信業界逐漸關注用戶在通信過程中的質量優化，但對于高鐵以及城市軌道交通，在一定程度上代表用戶通信質量，為了能夠對軌道交通通信系統中出現的無信號覆蓋問題進行解決，處理好干擾共存問題，才是本文進行研究的主要目的。

1 研究背景

一是高鐵自身存在高度以及經濟和環保等特征，是對城市之間的交通問題進行有效處理的重要手段。現階段由于我國時速能夠達到二百公里以上的相關高度鐵路里程已經進一步接近為一萬三千公里，結合我國鐵路網的長期規劃可知，到二零一五年底，我國將會建成四十二條高速鐵路客運專用線，并且基本上已經是實現了“四縱四橫”的快速客運交通網絡的骨架，其總里程已經是超過了一萬六千公里，一直到二零二零年，我國時速在二百公路每小時的高速鐵路將會超過三千公里。

二是地鐵主要是根據其便捷和載量大等方面的特點，已經是成為了解決城市交通問題主要的手段之一。預計到二零二零年，北京市的軌道交通通車里程將會達到一千千米。通過相關報道得出，在二零一三年北京地鐵的最新數據顯示得出，伴隨著地鐵線路增加以及結構的優化，現如今乘坐地鐵的人數在不斷的進行著增加，在三月八日當天已經是超過了以百萬人，三月上旬的日均客運量已經是達到了八百三十八萬七千六百六十一人，比二零一二年的時候增加了百分之二十四點八四，然而九號線則是增加了百分之八百四十九點一，日均的客運量已經是達到了二十六萬人次，而六號地鐵的日均客運量則是超過了四十二萬，一號線為一百五十萬，最小的運營間隔是在二分零五秒。

2 于軌道交通的CBTC網絡通信的分析

2.1 軌道交通的CBTC通信的系統

針對于軌道交通的CBTC的系統而言，主要是為通信的移動閉塞系統，所負的責任便是對軌道交通進行自我保護以及運行和監控等方面的功能，在此之外，軌道交通的CBTC系統是否可以正常的運行，將會直接的去關系到軌道交通的安全以及穩定。現如今在我國最近的幾年來，我國軌道交通事業已經是得到了快速的發展，然而其軌道交通的CBTC系統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已經是在目前我國軌道交通軌道之中得到了較為廣泛的應用。之所以軌道交通的CBTC系統具有著能夠滿足軌道交通運行過程中的實際需求，主要是因為軌道交通CBTC系統可以更好的去保證2.4GHz工作段可以不間斷的雙向通信所導致。

2.2 移動WiFi的通信系統

目前在我國的很對軌道交通網絡之中，通過采用移動WiFi通信能夠更好的去實現無線信號傳輸的情況是比較常見的，通常情況下，WiFi設備是較為應用到軌道交通的信號傳輸之中，其進行傳輸也是可以更好的去實現軌道交通特定移動信號的通信，因此現如今在我國很多的軌道交通之中也是可以更好的去實現4G通信也是應用這個設備進行實現的。

3 干擾的原理以及仿真方法分析

3.1 干擾原理

所謂的移動通信系統而言，所傳播的載體主要是為無線電波，然而無線電波傳播也是存在著一定的特性，從直接的決定了在通信的時候將會受到外界比較多因素的影響，例如鄰頻干擾以及互調干擾和阻塞干擾等網絡頻段規劃的時候，一般情況下主要是關注同頻干擾以及臨頻干擾兩種較為典型場景之下的干擾，具體一點而言，所謂的同頻干擾主要是為干擾信號的工作頻段以及所使用的信號工作頻段是相同的，然而其干擾的連同信號將會被接收器進行介紹，要是不能夠有效的將其干擾的信號進行過濾掉，那么將會導致出現比較嚴重的通信質量。例如針對手機用戶來說，將會出現掉話或者是沒有辦法可以建立起正常的呼叫連接等方面的問題。然而所謂的同頻干擾較為常用的抗干擾的方法主要是借助于技術將其通信系統的頻率上進行錯開，以及使用不同的正交碼將其通信系統在碼字上進行錯開，然而對于臨頻的干擾而言，主要是將其工作在相鄰頻段的兩個通信的系統，因為其各自發射機以及接收機的性能不理想所導致出現的干擾。

3.2 干擾問題的研究方法分析

3.2.1 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相關的一些數學模型，并且一個有關的數學理論以及方法，對其通信系統中一類或者是幾類性能指標進行估算的一個過程，同時針對于理論分析的方法而言，主要是應用到尋找提高通信系統某一些性能方面的算法，或者是去探究通信系統中某一些性能指標的理論極限情況。一般情況下，為了能夠降低數學分析所存在著的復雜程度，理論分析的方法通常情況下將會對實際過程中所涉及到的系統模型以及研究條件等進行相應的簡化。雖然是簡化處理能夠時期分析人員將研究的精力放到所關心的主要問題上，但是針對于這些理論而言，通常情況下將會導致理論分析所的出來的性能以及實踐采用這項技術間具有著相應的差異。

3.2.2 系統級的仿真方法分析

針對于系統級仿真的方法而言，通常情況下主要是借助于計算機輔助從而去模擬整個通信系統的工作，使其能夠得出所關心的通信性能直接指標。系統級仿真一般情況下是需要擬建通信的軟件仿真平臺，然而對于仿真平臺而言在本質上便是一個大的計算機，其輸入主要是描述所關注的通信場景的參數，例如射頻指標等，其輸出所關注的性能便是為指標的最終統計結果，例如系統的時延等。對于所謂的仿真平臺而言，其主要是可以分為動態的仿真平臺和靜態的仿真平臺。所謂的動態仿真平臺主要是一種較為完整去考慮通信系統的運行過程中的流程，其連續細致的逐時隙模擬通信的工作，并且自身的結果也是十分的準確，但是其放在的時間開銷相對來說比較大，通常情況下主要是英語在模擬單系統的性能。要使其模擬模擬系統之間所存在著干擾的問題，那么為了能夠更好的減少時間，必須要將其運行的流程進行相

應的簡單，并不會考慮到時隙工作的程序，這樣便是所謂的靜態仿真平臺。

4 針對于軌道交通場景下的通信系統模型分析

針對于軌道交通的CBTC通信系統而言，通常情況下主要是存在立車上車載天線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，然而針對于移動WiFi的通信而言，主要是需要能夠保證在24GHz的頻率，這樣便需要能夠和CBTC通信系統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WiFi通信連接網絡之中的人增多時候，將會出現比較多的信號鏈路，對于這些而言將會直接的影響到CBTC通信系統的正常運行。在此之外在軌道交通之中的CBTC通信系統以及移動WiFi通信系統采用了相同的傳輸信號時候，也將會存在著相互競爭同一個信道的情況，最終將會對CBTC的通信系統正常通信帶來直接的影響，并且也時將會導致軌道交通運行安全的問題出現。因此介于移動WiFi通信系統設備進行安裝固定的特點，主要是可以采取隨機方式從而進行模擬實現中車廂內的用戶分布情況，并且結合其分布情況可以建立起車廂內用戶的分布模型，根據其模型可以得出車廂內的WiFi通信系統的傳播模型和隧道內的WiFi通信系統的傳播模型。

5 結論

對軌道交通通信系統中覆蓋及干擾共存相關問題的研究還存在很多的方面，隨著軌道交通的發展和移動便攜式設備的不斷更新，還會出現更多的干擾問題。本文僅是對一種共存干擾進行了分析，對于設備及系統的研究還不夠深入，希望在接下來的工作中能夠初步研究和解決。

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