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(duì)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(duì)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(hào)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(hào)的工作頻段與在用信號(hào)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(duì)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(duì)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。現(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(duì)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)、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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(jí)的仿真方法分析

針對(duì)系統(tǒng)級(jí)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(jí)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(hào)鏈路，對(duì)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(hào)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(duì)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(duì)一種共存干擾進(jìn)行了分析，對(duì)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。