关键词：信号系统；无线通信传输；干扰因素；抗干扰
引言：
无线通信技术在传播过程中对物理设备线路没有太大的依赖和要求，相对而言成本就比较低，但是其扩展性和适用性比较强，目前被广泛应用于各行业以及家庭中。但是，在地铁系统中使用无线通信技术，由于地铁列车是可移动，环境不断变化的，且由于地铁的车体和轨道建设基本上采用的是钢筋结构、有些车段还有大型设备、列车运行中产生的瞬时电压电流、周围无线网络的使用等都会对地铁的无线通信传输系统产生干扰。所以，对于无线通信系统的相关部署工作如何开展以及抗干扰技术的应用是当前解决的主要问题。
一、地铁通无线通信传输系统概述
一般情况下，根据无线系统的应用范围，基本可以将其分为公共无线通信传输系统（主要依赖于公共移动网络）以及无线专网系统（为了某些特殊应用场所而建立专门的无线网络通道）。地铁通信数据主要包含：实时调度指令数据、实时监控图形数据、地铁车辆运行数据等，所以，地铁的无线通信传输系统一定要有快速移动传输以及大容量的特点。伴随科学技术的飞速成长，相关行业规范也在进行不停的创新。在我国地铁列车无线通信的信道访问机制基本上都是一个信道在同一个时间点只允许一个用户进行数据传输，等该用户对该信道的使用结束之后（或者说该信道被释放之后）另外一个用户才可以使用该信道。IEEE802.11标准的22.4GHz频段所采用的信道访问机制基本上可以避免载波监听和使用冲突问题。信道处于占用或者是空闲状态，对每个用户而言，它的使用优先级都是平等的。尽量克制跳频、扩频以及强磁干扰等问题的产生是无线传输抗干扰技术的关键。尤其是地铁列车运行处于比较特殊的场所，对无线传输抗干扰技术的要求更高。
二、对地铁信号系统造成干扰的因素
一般情况下，对地铁列车无线通信系统来说，提高无线通信传输质量的关键是干扰源分析。由于地铁列车运行条件以及环境的特殊性，它面临的干扰因素比多而且比较复杂，根据干扰源产生的主要途径，可以将其进行如下分类：
（一）EMI（Electromagnetic Interference电磁干扰），地铁列车在行驶过程中，列车牵引系统、钢轨回流以及车内电视广播设备等产生的干扰都属于电磁干扰范围。包括：地铁牵引系统电压电流变化干扰、地铁铁轨回流谐波干扰、86Mhz-108Mhz波段的调频电视广播干扰。
（二）多径效应(multipath effect)干扰，其产生的主要原因是地铁列车在经过隧道等时，由于无线传输信号在地铁隧道的内壁、列车车体的表面等发生反射或者折射之后到达接收端的时间发生不一致现象，再进行相对应段位的叠加，从而导致原始信号失真或者发生传输错误等。
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（三）同频信号干扰，无线通讯设备是同频信号干扰干扰源产生的主要途径。比如说，大功率WIFI（无线）设备、BT（蓝牙）设备、使用短距离无线传输技术的系统乘客信息系统（Passenger?Information?System，简称PIS）、微波发射系统等都是同频信号干扰源产生的主要途径。谐波干扰可以作为它们的统称，其是地铁无线信号传输系统中抗干扰分析的分析研究对象，地铁列车一般会实施一些干扰抑制及躲避的措施，用来增强无线通信设备的抗干扰能力，基本上都有：“DSSS（Direct Sequence Spread Spectrum，直接序列扩频）、OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）及FHSS（Frequency Hopping Spread Spectrum ,跳频扩频）”等手段方法，在一定程度上可以削弱干扰。DSSS技术只要选择了合适的码片，对信道的抗干扰能力就会有所增强。FHSS技术扩频码的二进制序列，采用“FSK（Frequency-shift keying，移频键控）”进行调制，可以支持“载波频率（被低频调制的较高频率，也称为基频）”跳变。
三、控制无线传输信号干扰的一些技术措施
在地铁运行系统中，应用比较普遍的“抗干扰”措施有：
（一）专网技术与专用无线频谱相结合的网络设计。可以把地铁运行网络系统中的无线网络系统设置成为专网。而且把频谱设置成为固定频段，这样就可以大大的降低外部信号源的干扰几率，从而提高地铁运行系统中的无线通信传输的可靠性和数据信号的精准性。
（二）采取无线网络通信标准（IEEE 802.11）中的私有协议。在无线网络通信协议的物理层，可以采用抗干扰性比较强的“DISS”和“FHSS”等技术，优化无线通信传输信道的优先级设置。
四、结束语
随着科技的飞速成长，无线网络传输技术也再飞速的成长，目前，越来越多的特殊场所对无线宽带通信网络提出了更高的要求——跨距大、高移动、传输速率更大等，近几年，移动网络中5G的60GHz波段，毫米波通信技术的快速崛起，对地铁系统的无线通信传输技术而言是一种挑战，也是一种技术变革，相关工作人员，一定要紧跟科技的步伐，对跨距大、高移动的无线宽带系统的基础理论和技术关键进行不断的学习研究，更好的增强地铁运行系统中无线通信传输的抗干扰能力。
参考文献
[1] 朱光文. 地铁信号系统中车-地无线通信传输的抗干扰研究[J]. 铁道标准设计, 2012(08):115-119.
[2] 张雁鹏, 兰州交通大学 自动化与电气工程学院, 张雁鹏, et al. 基于 Stackelberg 博弈的城市轨道交通 CBTC系统越区切换研究[J]. 铁道学报, 2015(2):39-45.
[3] 杨方遒. 地铁信号系统车-地无线通信传输抗干扰问题分析[J]. 中国高新技术企业（中旬刊）, 2016, 000(006):92-93.
[4] 夏伟. 基于地铁信号系统的车-地无线通信传输抗干扰问题初探[J]. 技术与市场, 2015, 000(005):90-91.
论文作者:张淑梅
论文发表刊物:《科学与技术》2019年21期
论文发表时间:2020/4/17
标签：地铁论文; 干扰论文; 无线通信论文; 抗干扰论文; 系统论文; 信号论文; 信道论文; 《科学与技术》2019年21期论文;