地鐵無線通信系統(tǒng)干擾及抗擾措施

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摘要：當(dāng)今社會(huì)，乘坐地鐵已經(jīng)成為人們主要的出行方式之一，地鐵無線通信系統(tǒng)作為地鐵工程中的重要組成部分，對(duì)地鐵線路的信號(hào)傳輸起著至關(guān)重要的作用。文章就地鐵無線通信系統(tǒng)的干擾因素進(jìn)行分析，并且有針對(duì)性的對(duì)影響地鐵無線通信系統(tǒng)的干擾因素提出幾點(diǎn)抗擾措施，從而為關(guān)注此話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：地鐵無線通信系統(tǒng)；干擾因素；抗擾措施

隨著城市現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，人們也對(duì)城市出行交通也有了更高的追求，每天人們乘坐地鐵來往于城市的各個(gè)角落，地鐵內(nèi)的通信問題也成為大眾關(guān)注的焦點(diǎn)，由于我國通信科技水平較發(fā)達(dá)國家相比相對(duì)落后，在地鐵無線通信系統(tǒng)方面還存在很多問題，因此，有必要對(duì)地鐵無線通信系統(tǒng)干擾因素及抗擾措施分析。

1地鐵無線通信系統(tǒng)的干擾因素

對(duì)地鐵無線通信系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾，通常來自于環(huán)境、系統(tǒng)應(yīng)將以及各個(gè)頻段頻點(diǎn)之間的規(guī)劃，主要由以下五種類型。

1.1電磁干擾

眾所周知，人們本身就生活在地球的大型磁場(chǎng)中，近年來隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各類電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代都會(huì)對(duì)磁場(chǎng)產(chǎn)生一定的干擾，而地鐵中的輸電配電系統(tǒng)和通信設(shè)備通常慣性時(shí)間常數(shù)都比較大，因此，在地鐵的日常運(yùn)行中，地鐵無線通信系統(tǒng)很容易受到電磁干擾。

1.2同頻干擾

所謂同頻干擾，就是有外界的無用信號(hào)與本體信號(hào)共用一個(gè)載頻發(fā)生了沖突，因此，地鐵無線通信系統(tǒng)的本體信號(hào)很容易受到外界信號(hào)傳來的同頻干擾，對(duì)于這個(gè)同頻干擾，我們需要弄清楚干擾源發(fā)出的信號(hào)頻率對(duì)本基站的干擾程度，再逐一針對(duì)各個(gè)干擾環(huán)節(jié)采取措施。

1.3互調(diào)干擾

互調(diào)干擾通常發(fā)生在本體接收機(jī)同時(shí)受到兩個(gè)或多個(gè)干擾的信號(hào)，并且在非線性的作用下，干擾信號(hào)的頻率會(huì)剛好接近于本體信號(hào)頻率，甚至于本體信號(hào)頻率相同，在如此作用下，接收機(jī)無法分辨過濾出是否為干擾信號(hào)，干擾信號(hào)便成功通過接收機(jī)影響到相鄰的系統(tǒng)頻段，進(jìn)而出現(xiàn)接收機(jī)防干擾能力下降的現(xiàn)象[1]。

1.4阻塞干擾

通常來說，阻塞干擾指的是系統(tǒng)接收到一些有價(jià)值的微弱信號(hào)時(shí)，容易被接收頻率周圍的高頻回路道干擾，一旦干擾值上升到堵塞門限的閾值時(shí)，就會(huì)令另一個(gè)系統(tǒng)的接收機(jī)信息接收飽和，最終導(dǎo)致無論接收機(jī)接收到的信號(hào)強(qiáng)度多大，都無法實(shí)現(xiàn)解調(diào)。

1.5鄰頻干擾

鄰頻干擾指的是兩個(gè)距離較近或者是相鄰信道之間產(chǎn)生的干擾，由于通信本身是一個(gè)具有多信道的整體系統(tǒng)，因此，各個(gè)信道之間的間隔較小，各個(gè)頻道之間的間隔約在200KHz左右，也就是說GSM系統(tǒng)中的1M帶寬中的頻點(diǎn)不能超過5個(gè)，這也是造成鄰頻干擾的主要原因?？偠灾槍?duì)鄰頻干擾，通常需要在系統(tǒng)中安裝一個(gè)鄰頻干擾的保護(hù)比，如在GSM系統(tǒng)中的就可以安裝一個(gè)0.2MHz的鄰頻干擾比：C/I＞-9dB，如果是相鄰的為0.4MHz第二頻道，則干擾參數(shù)應(yīng)為C/I＞-41dB。

1.6雜散干擾

雜散干擾主要與發(fā)射機(jī)的濾波性能有關(guān)，造成二次與三次諧波的分量在發(fā)射機(jī)中的輸出極中被輸出，從而產(chǎn)生具有雜波的輻射信號(hào)。除此之外，一旦發(fā)射機(jī)不符合相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量不合格，就會(huì)產(chǎn)生噪聲，因此，會(huì)在幾兆赫茲的頻帶范圍內(nèi)產(chǎn)生干擾。

2地鐵無線通信系統(tǒng)的抗擾措施

由于地鐵的通信系統(tǒng)屬于一個(gè)較為復(fù)雜的系統(tǒng)，因此，針對(duì)于通信系統(tǒng)中產(chǎn)生干擾的問題，需要對(duì)其展開細(xì)致的分析，才能制定相應(yīng)的解決方案，從而有效降低對(duì)無線通信系統(tǒng)造成的干擾。

2.1控制電磁干擾

針對(duì)地鐵無線通信系統(tǒng)會(huì)受到電磁干擾的這一問題，想要對(duì)其解決，要從干擾源頭入手。首先，在鋪設(shè)地鐵線路時(shí)，要注意對(duì)地鐵通信設(shè)備的甄選，要選擇符合國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的企業(yè)購買專用設(shè)備，并優(yōu)先考慮購買抗電磁干擾指標(biāo)達(dá)標(biāo)、抗干擾能力強(qiáng)的設(shè)備，產(chǎn)品具有良好的性能才能在高強(qiáng)度磁場(chǎng)中保持正常運(yùn)行。其次，在鋪設(shè)電纜線路時(shí)也要注意電纜的選擇及分布方式，在選擇電纜時(shí)，要采用可以屏蔽外界電磁波干擾的電纜，比如弱電智能系統(tǒng)數(shù)字信號(hào)可采用RVVP屏蔽電纜，模擬信號(hào)可采用RVVSP屏蔽雙絞電纜。另外，在布線的過程中，要考慮到的首要要求就是信號(hào)傳輸過程中不會(huì)減弱，這就需要盡量將電纜分布耦合度降低，使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)良好，實(shí)現(xiàn)高內(nèi)聚性。例如可以采取分插槽孔、分設(shè)豎井等方式，降低地鐵無線通信系統(tǒng)受到的電磁干擾。再次，選擇接線盒材的時(shí)候要注意材料問題，選擇合適的接線盒或者屏蔽盒可以有效地組織電磁場(chǎng)的侵入，接線盒要設(shè)計(jì)成密封結(jié)構(gòu)并且要采取一定的防電磁泄露措施，由于低電阻率的良導(dǎo)體材料會(huì)與外界入侵的電磁波能量相互抵消，達(dá)到屏蔽的效果，因此應(yīng)盡量避免使用PVC材料或者鋁合金等非金屬材料。

2.2采用調(diào)頻技術(shù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們也越來越追求生活品質(zhì)，由于在乘坐地鐵時(shí)可以避免堵車的問題，因此很多人選擇乘坐地鐵出行，但是很多用戶在乘坐地鐵時(shí)常常因手機(jī)收不到信號(hào)帶來很大的麻煩，同頻干擾的問題讓地鐵用戶的無法滿足正常通信需求。為優(yōu)化地鐵無線通信系統(tǒng)的抗干擾能力，可以采用調(diào)頻技術(shù)，例如，可以選擇定向天線，定向天線具有的較強(qiáng)方向性特點(diǎn)可以增大無線通信系統(tǒng)的功率，在大范圍信號(hào)覆蓋下，既可以提高無線通信系統(tǒng)接收信號(hào)的能力，也可以有掉地降低同頻干擾；另外，還可以在采用調(diào)頻技術(shù)，這種技術(shù)可以對(duì)空中接口出現(xiàn)的噪聲和地鐵通信網(wǎng)絡(luò)外的WLAN信號(hào)實(shí)施監(jiān)控。調(diào)頻技術(shù)會(huì)在出現(xiàn)干擾信號(hào)的瞬間對(duì)其進(jìn)行快速調(diào)整，如此也可以降低同頻干擾對(duì)鐵無線通信系統(tǒng)的干擾。

2.3合理分配頻率資源

基于大眾選擇移動(dòng)設(shè)備的運(yùn)營商和運(yùn)營模式不同，在進(jìn)入到地鐵站內(nèi)的時(shí)候，可以適當(dāng)?shù)牟捎闷骷綦x的方式，既能達(dá)成通信信息的共享，也可以有效地防止通信系統(tǒng)之間的干擾。最好的消除方法就是能夠做到合理地分配頻率資源，并將兩臺(tái)發(fā)射機(jī)之間拉開一定的距離。不過，目前頻率資源短缺，致使很多的發(fā)射器集中在一起，置放空間上也產(chǎn)生的污染，國家為解決此項(xiàng)問題，特在[1998]101號(hào)文件中規(guī)定了尋呼發(fā)射機(jī)應(yīng)加裝單向器或單向器與濾波器的組合器件，以及一系列相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。其中，單向器體積比較小且熱穩(wěn)定性良好，具有保護(hù)發(fā)射機(jī)的功能，可以適當(dāng)?shù)販p少故障率，并且能夠有效地吸收外界信號(hào)對(duì)發(fā)射機(jī)的干擾能量，但缺點(diǎn)是3dB帶寬較寬，且屬于單向?yàn)V波，不能完全的抵制外界的雜波和干擾，這時(shí)就需要與帶通濾波器的功能相互補(bǔ)充，形成隔離濾波器，這種濾波器集中了單向器和帶通濾波器的優(yōu)點(diǎn)，可以更加有效的抵抗互調(diào)干擾。此外，地鐵無線通信系統(tǒng)的相關(guān)管理部門要對(duì)不同通信運(yùn)營商設(shè)立嚴(yán)格的規(guī)范，各個(gè)通信運(yùn)營商應(yīng)將調(diào)頻范圍設(shè)置在地鐵無線通信系統(tǒng)的規(guī)定范圍內(nèi)，不得隨意對(duì)地鐵內(nèi)的調(diào)頻頻率進(jìn)行改動(dòng)，這樣才能保證地鐵內(nèi)的無線通信系統(tǒng)和通信系統(tǒng)各自安全穩(wěn)定的運(yùn)行[2]。

2.4抑制阻塞干擾

如果想要實(shí)現(xiàn)對(duì)阻塞干擾的抑制，可以通過隔離多頻的合路器抑制干擾，如果系統(tǒng)中設(shè)定的阻塞門限為x（dBM），多頻合路器中設(shè)置的隔離數(shù)值為y（dBM），而干擾器發(fā)射的信號(hào)強(qiáng)度為zdBM，則可以利用一下計(jì)算公式確定干擾指標(biāo)，即利用公式進(jìn)行計(jì)算，只要雜散的影響能夠符合系統(tǒng)的要求，則也就可以符合阻塞標(biāo)準(zhǔn)，避免阻塞產(chǎn)生的信號(hào)干擾。

2.5采取可靠接地方式

由于高頻的器件會(huì)導(dǎo)致設(shè)備由于接地不良而對(duì)信號(hào)造成干擾，因此，相關(guān)的工作人員需要嚴(yán)格遵守接地標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)設(shè)備以及器件均應(yīng)該良好接地，另外，各個(gè)運(yùn)營商的設(shè)備、公網(wǎng)設(shè)備以及專網(wǎng)設(shè)備也必須保持良好的接地，與此同時(shí)，如果系統(tǒng)全面開通后，相關(guān)的工作人員還需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的檢查和測(cè)試，必須確保設(shè)備的安全性和可靠性，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在問題，則需要與建設(shè)方展開討論，制定相應(yīng)的解決方案，最大限度減少對(duì)地鐵通信系統(tǒng)造成的干擾。

2.6減少雜散干擾

由于系統(tǒng)中引入了POI與功分器，再加上耦合器和合路器均是無源器件的一種，因此發(fā)射信號(hào)的各個(gè)基站設(shè)備性能指標(biāo)需要嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，但是由于設(shè)備是處于室內(nèi)的，則覆蓋系統(tǒng)中接進(jìn)的信號(hào)源中可以包含直放站，而直放站的各項(xiàng)參數(shù)又與基站的設(shè)備存在一定的差距。由此可見，在減少雜散干擾時(shí)，工作人員需要重點(diǎn)關(guān)注直放站的性能指標(biāo)，也就是抬升底噪。除此之外，為了最大限度降低雜散干擾對(duì)地鐵無線通信系統(tǒng)的干擾，還可以適當(dāng)?shù)販p少熱噪聲的功率。對(duì)此有以下兩種方案，第一是可以在設(shè)備測(cè)增加設(shè)備各個(gè)通道之間的隔離距離，另一種方案則是可以通過上下行的分路方式，先將收發(fā)進(jìn)行分離，自然就可以擴(kuò)大上下行信號(hào)與上行通信道路之間的空間隔離距離，減少通信系統(tǒng)中的鏈路損耗。

3結(jié)束語

綜上所述，就我國目前地鐵無線通信系統(tǒng)的而言，仍然存在很多問題，我們有必要對(duì)地鐵無線通信系統(tǒng)干擾因素進(jìn)行詳細(xì)的分析，并采取相應(yīng)措施，早日實(shí)現(xiàn)地鐵無線通信系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，滿足大眾的地鐵出行需求，進(jìn)而推動(dòng)我國交通運(yùn)輸行業(yè)的蓬勃發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]張永亮.探究地鐵信號(hào)系統(tǒng)無線通信傳輸抗干擾技術(shù)[J].科技風(fēng)，2019（17）：93.

[2]李樹磊，韓婷，李娟英.地鐵通信系統(tǒng)干擾分析[J].中國新通信，2019，21（05）：13.

作者：丁瑤 單位：武漢地鐵運(yùn)營有限公司