解析地鐵信號系統無線通訊傳輸的抗干擾措施

徐鵬軒

摘要：結合實際，對地鐵信號系統無線通訊傳輸的抗干擾措施進行分析。首先對當前無線通訊技術的基本狀況進行論述，其次在分析無線技術實際傳輸機制內容的同時，列舉了地鐵無線通信信號干擾的主要原因，同時在相關傳輸干擾原因分析的基礎上，研究地鐵信號系統無線傳輸抗干擾的措施，希望論述之后可以給相關工作人員提供一些參考。

關鍵詞：地鐵信號系統? 無線通訊? 傳輸? 抗干擾措施

從無線通信的優點來看，由于對物理線路的依賴性較小，基本上不會消耗過多資金，因此得到了不同行業的歡迎。就地鐵無線通信設備來看，由于列車經常發生即時位移，深受周邊環境的影響。加之設備阻攔和電流干擾，無線通信出現斷連的現象較為頻繁。在此背景下，就網點的鋪設和天線的選配等方面的內容上有了更高的技術要求。

1 無線通信技術基本概況

結合系統的適用范圍大小，一般會按照使用對象的不同分為公網無線通信和專用無線通信兩種。其中地鐵主要使用的是專用無線通信，可以及時掌握地鐵運輸的基本狀況，獲取車廂內部的調度指令，并能夠實現實時監控。就無線通信系統而言，不僅具有較大的數據容量，還應該具備觀測物體移動的強大能力。

2? 2.4GHz無線技術的實際傳輸機制

為了保證在地鐵運行過程中具有較好的抗干擾能力，需對無線傳輸機制進行充分認識，探索其背后的主要原理。從我國地鐵列車無線通信來看，其內在的信道訪問機制直接對傳輸數據的形式產生深遠的影響。由于信道具有針對性，只有在某個客戶使用完成后才能夠和其實現真正的脫離。2.4GHz無線技術可以優化當前的信道訪問機制，結合一定的標準降低載波監聽的使用沖突。不管信道的工作狀態如何，都能夠以優先級考慮來保證用戶具有平等使用的權利。從當前情況來看，借助計算機網絡對短波實現實時控制，可以保證頻譜選頻技術能夠在整個地鐵網絡中具有更強的抗干擾能力，可以在地鐵列車的系統建設中普及。從抗干擾技術的工作原理來看，它能夠有效地抑制跳頻和擴頻現象，避免強磁干擾的現象發生。特別是在地鐵列車運行時，可以借助動態頻譜的形式彌補頻譜空洞的不足。

除此之外，應該深入研究頻譜理論和信道訪問機制的各項內容，通過多維的運算模式來優化當前算法。具體來說包括邊緣計算和綠色多單元集群等方面內容，這樣可以提升整體的抗干擾效果。在體系化的計算方法下，即便出現了強烈的疊加電磁波干擾，但也不會影響到數據傳輸的精確度，避免出現嚴重的網絡癱瘓現象發生。

3 影響地鐵列車無線通信系統的干擾源

作為提升無線通信質量的關鍵內容，要隨時把握干擾源動態。在地鐵列車運營時，始終在高速運轉的過程中發生位移。所以，為了避免出現嚴重干擾，需要綜合多方面的途徑內容進行調整。

3.1 電磁干擾

在列車行駛的環節中，由于牽引系統和車內廣播設備的相互作用，經常會出現電磁干擾現象。具體來說，包括地鐵牽引系統內部的電流變化干擾、回流和諧波干擾地鐵鋼軌等。電磁干擾在一定程度上對地鐵信號系統無線傳輸質量造成影響。

3.2 多徑干擾

所謂多徑干擾，主要指列車在隧道中行駛時會產生無線信號的偏離反射，從而形成多徑效應，影響列車的信號穩定。

3.3 同頻干擾

外部其他無線通信設備會給地鐵系統帶來同頻干擾的風險，包括一些大功率的WiFi設備和藍牙設備。

以上的三種干擾屬于地鐵無線系統中的諧波干擾內容，應該將其作為主要研究對象進行剖析。為了能夠提升整體抗干擾水平，還需要對無線通信設備進行全面調整，排除外在干擾因子。通常來說，選擇直接序列擴頻和跳頻擴頻等方式可以有效地阻止外在的潛在干擾因素。從DSSS技術來看，它可以將少許的能量通過數據傳輸的形式進行擴散。至于FHSS技術擴頻碼序列，經常會通過其它的調制措施進行調整。由于頻道之間相互存在排斥性，所以在信號傳輸過程中，在受到這種因素干擾時，整體傳輸的數據就會失真，得不到有效的通訊信息。

4 實現CBTC無線通訊系統防護的操作方案

為能夠切實的解決無線傳輸抗干擾問題，在實踐過程中需要將地鐵信號無線傳輸系統的抗干擾主要原因挖掘出來，從而采取有效的防護措施進行處理，對常見抗干擾方法進行分析。

4.1減少PIS系統的干擾因子

面對PIS系統帶來的干擾內容，一般會通過頻點隔離和補空兩種方式實現相應功能。從頻點隔離來看，通常會通過分離PIS系統與CBTC無線通訊系統的形式優化輸出頻率，從而避免一些外在信號干擾因子影響整體數據傳輸效率;至于補空的形式，主要從PIS系統的內容出發做好處理。結合實際內容，我們認為補空方式具有較大可操作性。但從現實情況來看，PIS系統有較多供應商，所以無法得到有效實施。面對這樣的狀況，一般會通過調整頻段的形式來解決信號上的沖突問題，消除外部的信號干擾，避免出現嚴重的信號沖突。

4.2降低站臺換乘過程中的頻率干擾因素

從站臺的空間布局來看，地鐵隧道內部的開放性較為明顯。特別是在站臺換乘時，換乘信號會對其它的無線通訊子系統產生不同的信號干擾。在這樣的情況下，通常會采取積極有效的措施來規避信號干擾的風險：

1.在對信號頻點的區分過程中，通常會使用不同的信號制備設備對無線系統內部內容進行處理，只有這樣才能夠減少信號干擾現象的發生;同時在實踐過程中，除了采用信號頻點區分的方法，還可以采用信號對接的方式進行處理，這種方式主要是將信號語言劃分在不同區域，單頻道單信號的輸出能夠減少干擾的存在。

2.倘若兩者之間的頻段保持基本一致，一般會通過選擇不同天線進行處理。除此之外，也可以選用不同的車輛進行地面通訊。為了獲得更佳的通訊效果，及時調整車載天線的具體角度。

4.3打擊非法接入，消除無線攻擊的影響

從無線網絡的特點來看，因為整體的開放程度較高，所以存在著一些不可控的因素。在開放網絡的作用下，外部無線網絡很容易受到其它信號的干擾，甚至還會引發非法接入的現象。所以需要通過嚴格的加密措施對網絡系統進行防護，避免出現嚴重的網絡癱瘓問題。在防護網絡構建過程中，通常會禁止使用SSID，抵御外部的非法攻擊。為了提升系統安全性，通常還會設置MAC，以指定的用戶名單來保證網絡內部的使用安全。

4.4防范多徑效應

隨著多徑效應的不斷擴散，會使車輛和地面進行信息交互時會出現嚴重的無線信號失真情況，不利于無線通信內部的穩定性。所以，需要事先做好安全防護工作，按照不同頻段的內容進行多子載波測驗，保證數據傳輸的穩定性。除此之外，還要關注周邊的信號干擾因素，避免出現信號竊取的風險。如果出現了數據傳送過程中遺失現象，一般會通過接收端的聯合編碼進行恢復，只有這樣才能夠提升多徑效應的綜合效果。

5 結語

綜合以上分析，為了能夠保證地鐵在安全運行過程中提升整體的行車效率，一般會借助BTC無線通訊子系統對其進行技術處理。在無線網絡信號傳輸環節，經常會受到外在不明信號干擾，會引發系列的數據安全問題。從全國范圍內的地鐵線路來看，不同城市間的地鐵網絡具有較大差異。為了能夠提升整個無線通訊系統的穩定性和安全性，還需要以統一化的標準來對技術進行規范。做好無線網絡的信息研究工作，使其能夠在穩定運行的環境中實現應有的價值。

參考文獻

[1]趙博陽.地鐵信號系統中車地無線通信傳輸抗干擾分析[J].城市建設理論研究（電子版），2016，（10）：1100-1100.

[2]張娟.地鐵信號系統中車地無線通信傳輸抗干擾淺析[J].建筑工程技術與設計，2019，（24）：4133.

[3]范清剛.地鐵信號系統中車地無線通信傳輸抗干擾分析[J].江西建材，2017，（16）：134，136.