地鐵無線通信公網(wǎng)與專網(wǎng)互相干擾的研究

陳凌

摘要：文章結(jié)合深圳地鐵一期工程，有針對(duì)性地對(duì)地鐵無線通信公網(wǎng)與專網(wǎng)的互相干擾情況進(jìn)行了專題研究，積極探尋無線通信子系統(tǒng)的建設(shè)情況，針對(duì)存在的干擾問題提出了切實(shí)可行的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案與系統(tǒng)頻率抗干擾措施，為地鐵無線通信的發(fā)展提供了新思路。

關(guān)鍵詞：地鐵；無線通信；公網(wǎng)與專網(wǎng)；互相干擾；優(yōu)化設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP39文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2014）24-0025-02

隨著科技的發(fā)展，我國(guó)的地鐵無線通信也在不斷發(fā)展完善，常見的地鐵無線通信系統(tǒng)采用的是兩大系統(tǒng)，一種系統(tǒng)是地鐵專用通信網(wǎng)，另一種系統(tǒng)是可以商用的公眾通信網(wǎng)，這兩種系統(tǒng)組成不同，功能不同，在輸出無線頻率時(shí)必然相互干擾。本文結(jié)合深圳地鐵一期工程進(jìn)行分析，積極探索無線通信工程的建設(shè)，提出優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，最大限度的解決公網(wǎng)與專網(wǎng)相互干擾的問題，保證頻率的正常輸出。

1研究對(duì)象——深圳一期地鐵工程

深圳一期地鐵工程由兩部分組成，一號(hào)線的東段工程與4號(hào)線的南段工程，兩段工程全長(zhǎng)大約21千米，前者在16千米左右，共設(shè)計(jì)有地下車站15座。后者四號(hào)線南段工程全長(zhǎng)在4.8千米左右，設(shè)計(jì)有地下車站4座，換乘站為深圳會(huì)展中心站點(diǎn)。

2公網(wǎng)與專網(wǎng)干擾目的分析

深圳一期地鐵工程采用的是涉及公網(wǎng)與專網(wǎng)的無線通信工程系統(tǒng)，其中公網(wǎng)采用的是三家移動(dòng)通信，移動(dòng)數(shù)字電視及調(diào)頻廣播接口平臺(tái)。我們?cè)谶M(jìn)行通信工程建設(shè)時(shí)對(duì)公網(wǎng)與專網(wǎng)之間的干擾目的進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)如果存在干擾可能，那么在施工與設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)都需要采用一定的防干擾措施。如果不存在相互干擾問題，我們需要分析出干擾根源與干擾的路由，運(yùn)用所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行指導(dǎo)設(shè)備的安裝并進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)試，最大限度的提高工程的質(zhì)量。

3對(duì)研究對(duì)象的確定性分析

通過對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行確定性分析發(fā)現(xiàn)，深圳一期地鐵工程的無線通信頻譜分布圖反饋出以下幾點(diǎn)信息。首先同頻單工現(xiàn)象僅僅存在于車輛段使用，頻率為450MHz，與公網(wǎng)距離較遠(yuǎn)，專網(wǎng)的頻率為361MHz，也需要離其他公網(wǎng)遠(yuǎn)一些。在該工程中轉(zhuǎn)網(wǎng)指的是TETRA800MHz集群通信系統(tǒng)。其次，CDMA800與GSM900距離相對(duì)較近，其他公網(wǎng)距離稍遠(yuǎn)。還有基站的發(fā)射功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率，可知干擾影響比較明顯的是上行線路，下行影響較小。

4雜散發(fā)射與互調(diào)產(chǎn)物的干擾性分析

我們已經(jīng)考慮了同頻與鄰頻的干擾，其實(shí)在接收機(jī)阻塞與時(shí)間色散之間也存在著的干擾現(xiàn)象，影響較小，可以暫不考慮。雜散發(fā)射與互調(diào)產(chǎn)物存在著極具威脅力的干擾，也是本次通信建設(shè)分析的重點(diǎn)。所謂的雜散發(fā)射指的是在必要的寬帶之外，通常是離散頻率上的一個(gè)或者是多個(gè)的分量的發(fā)射，常見的發(fā)射形式有諧波發(fā)射、非諧波發(fā)射及寄生發(fā)射等產(chǎn)生的干擾性問題。

接著我們對(duì)雜散發(fā)射進(jìn)行了干擾分析，首先需要建立一定的干擾傳輸模型，重點(diǎn)分清楚干擾源與干擾的路由，在對(duì)干擾源功率明確后，在可容忍的干擾程度的極限內(nèi)，大體估算抗干擾的基本能力，在進(jìn)行互調(diào)干擾時(shí)需要重點(diǎn)分析公網(wǎng)的下行頻率范圍產(chǎn)生的互調(diào)產(chǎn)物，重點(diǎn)分析其是否落在了專網(wǎng)的上行頻帶之內(nèi)。

4.1雜散發(fā)射干擾分析研究

雜散發(fā)射又存在兩種形式，分別是傳導(dǎo)性的雜散發(fā)射與輻射型的雜散發(fā)射。我們把產(chǎn)生雜散發(fā)射的公網(wǎng)基站設(shè)立為干擾源，相對(duì)應(yīng)的專網(wǎng)基站為干擾性對(duì)象，通過建立模型我們總結(jié)出：公網(wǎng)與專網(wǎng)之間的雜散發(fā)射在滿足數(shù)據(jù)技術(shù)的狀態(tài)下，兩者之間的雜散發(fā)射不會(huì)對(duì)對(duì)方造成干擾影響，并且常常存在一定的余量。這方面的干擾分析并不是我們研究的重點(diǎn)與根源性問題。

4.2互調(diào)干擾的分析研究

互調(diào)現(xiàn)象一般發(fā)生在非線性器或者是一定的傳播媒介中，由于一個(gè)或者是多個(gè)輸入的信號(hào)頻譜之間分量的相互干擾。這些分量的頻率類似于輸入分量的整數(shù)倍的線性結(jié)合，而在產(chǎn)生新信號(hào)分量時(shí)就產(chǎn)生了互調(diào)干擾。新產(chǎn)生的信號(hào)分量落入到有用信號(hào)的頻道內(nèi)便會(huì)引起干擾，這就是互調(diào)干擾。通過對(duì)頻譜圖的分析我們總結(jié)出無論是公網(wǎng)還是專網(wǎng)，當(dāng)其下行互調(diào)頻率沒有落在上行頻帶內(nèi)，就基本不會(huì)造成互調(diào)干擾。

5預(yù)防干擾的措施分析

我們結(jié)合深圳一期地鐵工程的公網(wǎng)與專網(wǎng)可能存在的干擾進(jìn)行了明確，分別是雜散干擾與互調(diào)干擾兩種干擾形式，為了更好的減少公網(wǎng)與專網(wǎng)之間的相互干擾，我們采取相對(duì)應(yīng)的措施進(jìn)行最大限度的干擾減免。

5.1執(zhí)行國(guó)家法律法規(guī)及相關(guān)部門的文件與準(zhǔn)則

在減少干擾影響時(shí)，我們首先要確保的是遵守移動(dòng)通信的相關(guān)執(zhí)行文件，這是為了防止移動(dòng)通信不同系統(tǒng)設(shè)備共址所帶來的干擾性影響。要求我們?cè)谶M(jìn)行設(shè)計(jì)與施工時(shí)要嚴(yán)格遵守國(guó)家的各項(xiàng)行業(yè)規(guī)定，在實(shí)際中結(jié)合深圳一期地鐵工程的具體情況制定相對(duì)應(yīng)的文件，并貫徹實(shí)施，保證在規(guī)范的要求內(nèi)設(shè)計(jì)施工。

5.2選擇合理的工作頻率

我們對(duì)公網(wǎng)與專網(wǎng)的系統(tǒng)工作頻段已經(jīng)進(jìn)行了分析確定，但是對(duì)于具體的選擇工作頻率時(shí)，我們需要充分考慮互不干擾的情況，進(jìn)行有針對(duì)性的計(jì)算、調(diào)試與試驗(yàn)運(yùn)行。

5.3對(duì)輻射功率進(jìn)行合理的分配

對(duì)于任何的系統(tǒng)輻射，其輻射到其他系統(tǒng)的功率都應(yīng)該控制在一定的范圍內(nèi)，避免過于強(qiáng)大，如果過于強(qiáng)大，很可能會(huì)增大對(duì)其他系統(tǒng)的干擾，甚至導(dǎo)致其他系統(tǒng)的阻塞。在選擇性分配輻射功率時(shí)需要滿足正常的接收要求，又能全面的覆蓋，實(shí)現(xiàn)對(duì)其他系統(tǒng)的輻射最小化。除了設(shè)計(jì)上完成后，還要進(jìn)行必要的計(jì)算、調(diào)試與運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。

5.4最大限度減少系統(tǒng)之間的耦合

我們?cè)谶M(jìn)行施工時(shí)往往在各天線系統(tǒng)之間進(jìn)行耦合連接，我們通過必要的研究與實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行工程估算時(shí)，需要具體確定各系統(tǒng)天線之間的相對(duì)性位置與距離，設(shè)定合理的就、位置朝向與極化。

5.5盡量減少各系統(tǒng)之間的相互耦合

深圳一期工程存在四種漏纜，分別是公網(wǎng)發(fā)射、公網(wǎng)接收、公網(wǎng)集群及公安。要想減少干擾需要將各漏纜之間的相互耦合性降低到最大限度。通過一定的研究我們發(fā)現(xiàn)，只有建立一定的核實(shí)工程估算計(jì)算公式，才能確定各漏纜之間最合理的相對(duì)位置。

5.6在各大系統(tǒng)之間設(shè)立一定的濾波器

之所以在各大系統(tǒng)之間設(shè)計(jì)一定的濾波器，其目的是抑制干擾，但是相應(yīng)的會(huì)導(dǎo)致?lián)p耗的增加，在設(shè)置時(shí)最好折中考慮，合理設(shè)計(jì)。需要綜合分析計(jì)算，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)查與核實(shí)，對(duì)運(yùn)用商的系統(tǒng)設(shè)備、專網(wǎng)設(shè)備與公網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行干擾抑制考慮，合理的選用濾波器。

5.7進(jìn)行必要的接地設(shè)計(jì)

接地設(shè)計(jì)可以避免高頻設(shè)備或者器件變成輻射源進(jìn)行的干擾。在設(shè)計(jì)與施工的過程中我們需要嚴(yán)格執(zhí)行接地規(guī)范，切實(shí)保證各運(yùn)營(yíng)商系統(tǒng)設(shè)備、專網(wǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)可靠的接地。接地設(shè)計(jì)一方面可以保證線路施工的安全，保證日后用戶的使用安全；另一方面可以在一定程度上降低移動(dòng)通信公網(wǎng)與專網(wǎng)之間相互干擾的影響。

6結(jié)語(yǔ)

通過上文對(duì)深圳一期地鐵工程的分析，我們發(fā)現(xiàn)無線通信中公網(wǎng)與轉(zhuǎn)網(wǎng)的干擾問題嚴(yán)重，而且相當(dāng)復(fù)雜，該問題具有代表性，逐漸成為全球關(guān)注的通信問題。在今后的通信建設(shè)與研究中，我們勢(shì)必要加強(qiáng)對(duì)這方面的分析與研究，積極探尋新的解決思路與辦法，通過深入的分析研究與不懈的嘗試努力，最終解決地鐵無線通信公網(wǎng)與專網(wǎng)互相干擾問題，為無線通信的發(fā)展創(chuàng)造更加健康、穩(wěn)定、無干擾的環(huán)境。

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