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1、CBTC数据通信子系统的无线干扰0引言随着城市化进程的加快，为了缓解城市交通的拥堵，全国各大城市都在加紧修建地铁。在整个地铁系统中，列车的自动控制系统起到核心控制作用。目前国内新建地铁线路大多采用基于通信的列车控制系统（CBTC），它采用无线通信系统，通过开放的数据通信（DSC）网络实现了高可靠、高精度列车自身定位，以及连续、高容量的车地双向数据通信。DSC子系统采用IEEE80211g标准、24GHz公共频段的无线局域网技术提供车地无线系统连接，且大多采用无线接入点（AP）接入方式的组网结构。现今城市无线网络覆盖广泛，CBTC系统的无线车地通信容易受到外界的干扰，特别是采用同样24GHz公共
2、频段，应用无线局域网技术的WiFi无线设备。本文分析了地铁CBTC中DSC的无线通信系统存在的干扰问题，并给出了具体的解决措施。1CBTC系统的无线干扰分析11同频干扰分析轨道边的无线AP，需要工作在24GHz的某个频点上。当无线AP的无线信号覆盖范围内有两个以上的AP时，需要为每个AP设定不同的频段，以免共用信道发生冲突。常用的IEEE80211g将24G24835G的频段分成13个相邻的子信道如图1所示，AP可以使用1、6、11信道。在同频工作模式下，两辆列车可能同时出现在同一个AP的频段中，这样两者就会发生干扰。12多径干扰分析当无线信号在沿地铁线路传输时，无线信号在隧道内壁以及其他物体
3、上进行反射时会产生多径问题。即传输信号并非通过单一路径到达接收器，而是经过了多个不同路径。最终接收到的信号实际上是所有信号分量叠加形成，传输信号分量经过不同的路径和不同的延迟到达接收器。这样接收到的信号就产生了畸变。13外部周围环境的干扰地铁沿线外部周围的障碍物、企业或者家用WLAN设备都可能对轨道交通CBTC的24GWLAN系统产生干扰。对于外部周围环境的障碍物，主要产生干扰的原因是一些广告牌和灯箱可能会出现在CBTC信号覆盖的第一菲涅尔区域内，从而降低信号的可用度。14电磁干扰分析在地铁线路区域内，除了地铁列车的电气设备外，还有无线发射站等多种无线电磁干扰源，特别是工作于24G频段的无线A
4、P、MiFi、医疗设备微波治疗仪等。电磁干扰可能会导致地铁设备误动作，甚至会出现系统通信网络频繁出现故障等问题。15轨道交通内部其它通讯系统的干扰对于轨道交通内部的其它通讯系统，同样它们工作在不同于无线控制点的24GHz2483GHz范围内，对24GWLAN系统产生干扰。16CBTC与PIS系统间的干扰在地铁的隧道环境中，除了CBTC系统需要采用无线局域网技术之外，PIS系统也可能采用基于80211的解决方案。在隧道中有两套无线局域网系统，从图1中可见，同时只有3个信道是互不重叠的，其它信道使用的频率相互重叠，可能互相干扰。2CBTC无线干扰的解决措施21CBTC系统内部干扰的解决措施CBTC
5、和PIS系统，处于共存在24GHz开放免费频段的情况时，PIS系统可工作于第三个不重叠频点，即安排PIS系统的轨旁AP均工作在频点6，而CBTC系统的轨旁AP工作在频点1、13。当然，PIS系统也可以根据自身系统的带宽需求，选择工作在58G频段。从信号系统业务的角度来分析，系统针对网络的快速切换具有很高要求，基本要求于毫秒级，综合各种切换技术及列车实测情况来看，本工程使用同频切换技术，即在信号系统中每个网络使用一个统一的频率（整个系统占用两个互不重叠的信道）。在轨道交通信号系统工程实施中，B网络（ESSB）使用第1信道，而A网络使用第13信道。属于同一网络的AP会是用同样的频率，因此，在覆盖重叠区域，相邻AP之间会产生一定的干扰。但是，根据在轨道交通环境所作的测试结果，相互之间的干扰对AP的性能影响非常有限，完全可以支持车地之间的双向通信，并且实测中每个AP有效通信容量（去除协议开销）约为22Mbits，足以支持CBTC车地之间的高速
