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[摘 要]当地铁列车的车地通信受到外界干扰的时候,列车会产生相应的保护措施而紧急制动,这就会造成列车晚点,影响人们的出行。为了能够在最大程度上防止此类事件的发生,本文详细分析了信号DCS子系统在车地通信环节易受到的干扰类型,并且对干扰情况进行分析,最后提出解除干扰的相应方法。
[关键词]DCS系统;无线信号;干扰类型;解决措施
中图分类号:U284.93 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)39-0119-01
在城市轨道交通信号系统的设备选型中,基于通信的列车控制系统(CBTC)逐渐成为国内行业的主流选择。CBTC制式的信号系统,利用现代通信技术,保持车-地的连续通信,通过对列车位置的连续追踪定位来对列车间隔以及運行轨迹进行控制。在这一过程中,数据通信系统(DCS)承担着整个信号系统内部数据通信任务,是保障车-地连续通信的重要环节。
1 某地铁线路概述
在某地铁线路当中由接入网络和骨干网络组成了DCS有线网络,利用同步数字体系技术来构建有线传输系统的主要网络部分,以太网交换机和光电转换器构成了接触网络,在骨干网络设置不同的节点以此来讲每个车站连接起来,通过交换机就能够将各个相邻系统紧密的连接起来,从而实现信息的交流与传递。
2 车地通信技术
车站与车站之间进行信号的传递是相互的,这就需要一个传输途径来进行轨旁系统以及车载系统的信号的传递与交流,DCS系统就能够实现这两者之间的交流,而只有通过这个系统才能够实现列车与地面的信息的交流。再就是将无线局域网技术覆盖到线路、车站以及出入口等位置,所以,适合于在列车与地面进信息交流的传输系统对于列车的运行,而利用合适的信息传输系统就能够利用无线通信实现这两者之间的数据传输,并且还能够确保数据输出的安全、快速、可靠。
3 无线系统受到干扰的类型分析
3.1 带外干扰
带外干扰是与带内干扰相对的一种干扰方式,带外干扰指的是相近的两个信息传递渠道之间相互产生的干扰类型。WLAN的性能指的是正常信号在传输过程当中产生的功率与干扰信号产生的功率之间的比值,我们将这个数值称之为信号干扰比率,在探讨WLAN性能的时候,比较容易探讨和分析SIR所表示的代表性。
3.2 带内干扰
WLAN系统当中进行带内干扰的主要的途径包括两种Wi-Fi形式的干扰以及非Wi-Fi形式的干扰。Wi-Fi形式的干扰指的是其它的WLAN系统在发射的时候发射的频率与地铁信号传递的频率一致的时候而对地铁信号产生的干扰。一般来说,Wi-Fi形式的干扰对地铁信号产生的干扰要远大于非Wi-Fi形式的干扰,但是在实际当中,非Wi-Fi形式产生的干扰也应该引起我们的注意,这是因为ISM频段被广泛运用到信号传输过程当中,所以,非Wi-Fi形式产生的干扰也有足够的影响力,比如蓝牙耳机、微波炉等都会产生非Wi-Fi形式的干扰。
3.3 多径干扰
多径效应的形成是信号的传输过程遇到了障碍物的反射后,因为介质不一样,反射的角度也不一样,使得信号会进过多重路径进行传送,进而到达接受装置.这种传输信号的路径的改变也使发射器到接收器所经过的路径距离是不一样的,这就使得信号到达的时间产生了差异,形成了延迟,同一个信号经过不同的路径传输后在进行叠加才形成了最终的信号,但是由于叠加信号的强弱存在差别,这样实际收到的信号就可能产生畸变二产生信号传输多径的原因是由于隧道材料的因素和隧道是一个封闭的室内环境造成的。
3.4 开放路段干扰
在开放路段,障碍物对严重影响着地铁的WLAN系统,这种影响主要是因为在建筑物当中会安置WLAN设备,这些设备会影响着地铁的信号,我们对下面的情况进行了分析:在开放路段上经常会出现各种类型的灯箱以及广告牌,当它们出现的时候会降低信号的可利用性,这也就会对信号产生很大的干扰。针对这种情况,我们应当采取怎样的措施呢?经过研究发现,如果天线的安装高度超过了一定的高度,障碍物产生的信号就不会对传输的信号造成干扰,主要是减少了第一菲涅尔区域内的信号干扰。此外,可以利用增强传输信号的方式来避免开放路段的障碍物对信号产生的干扰,这样不仅能够避免外界信号对传输信号的干扰,还能够增强信号的传播强度,从而保证信号传输的完整性。
4 应对DCS子系统无线信号干扰的有效措施
4.1 采纳OFDM技术
OFDM技术干扰信号的原理就是将信号进行分解,将整个信号分解成小的信号,以子信号的形式来对信号进行传递,将很好的数据信号附着在每个子载波当中,这样通过更多的途径来进行信号的传输就能够在最大程度上减少各种方式的信号干扰,这是在无线系统当中进行信号传递的最高效的一种方式。OFDM技术不仅可以通过以上的途径来降低周围障碍物对信号的干扰,还一种方式就是通过提高载波频谱利用率来降低信号的干扰,载波频谱利用率的提高不仅能够保证传输信号的稳定性还能够大大增加信号的传输质量。
4.2 合理优化控制系统
列车在行驶过程当中,在列车的切换处会产生干扰源,这就会严重影响着列车的通信系统,所以要对这些干扰源进行严格的管理,尤其是民用无线干扰源,比如各个手机运营商建设的信号传输的基站。将这些设备安装在地铁轨道内的时候,要严格注意列车的切换点的位置,不应该将各种无线设备以及信号发射和接收设备安装在列车的切换点附近。该地铁线路在建设的过程中要经过比较繁华和人群密集的地段,这些地段往往会具有比较多的通信信号。所以,要规划好手机运营商所安装的信号传输与接收的设备。
4.3 轨旁无线数据接入
轨旁旁边天线、电缆等设备的运用,能够将轨道旁的数据域总的网络进行连接,轨旁接入交换机以及骨干交换机都需要以太网来进行支持。所以,可以依据此特点来对这两个交换机进行连接,以实现信号在不同位置的信号传输。但是信号在这两个位置进行传输的时候,需要轨旁数据网络的支持,接入交换机能够实现中心网络与轨旁网络的连接,能够为轨道旁边各种各样的设备提供通信网络。此外,在整个网络的建设过程中,AP光纤的安装是非常重要的,所以要将AP光纤的安装位置以及汇聚方向考虑其中,选择最合适的方式进行AP光纤的安装。
4.4 轨旁无线接入网点设置
无线接口传输速率为54Mbps,这也是信号传输系统必须要达到的一个指标,再一个指标就是信号强度,要求信号强度要大于72dBm。之所以有这样的要求是因为,会有各种各样的因素影响信号的传输质量,所以在对传输线路进行计算的时候要将充足的1OdB考虑其中。所以,在进行模型设置的时候,在室外以及轨道内的模型相隔的距离应该是200米左右,这个距离不仅能够保证一个好的信号传输质量,还能够满足传输速率的要求。
5 结语
本文主要分析了列车在轨道内运行进行无线信号传输的时候主要会受到的干扰类型,经过研究发现,该过程产生的主要干扰方式是多径衰落和带内干扰。我们要想解决这两种干扰,就需要建立专门的传输调制模式,而OFDM数字调制模式能够很好的解决以上两种类型的干扰,但是我们还要认真探索该种模式的优缺点,进一步确定该模式是否是最恰当的解决信号干扰的方法。
参考文献
[1] 景岩.论地铁通信传输系统[J].铁道通信信号,2012,(01):16-18.
[2] 廖代华.地铁公用移动通信覆盖系统的设计[J].移动通信,2011,(12):111-113.
[3] 余辉.某地铁二号线车地通信系统分析[J].铁道通信信号,2011,(04):22-24.
[4] 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):112-116.
[关键词]DCS系统;无线信号;干扰类型;解决措施
中图分类号:U284.93 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)39-0119-01
在城市轨道交通信号系统的设备选型中,基于通信的列车控制系统(CBTC)逐渐成为国内行业的主流选择。CBTC制式的信号系统,利用现代通信技术,保持车-地的连续通信,通过对列车位置的连续追踪定位来对列车间隔以及運行轨迹进行控制。在这一过程中,数据通信系统(DCS)承担着整个信号系统内部数据通信任务,是保障车-地连续通信的重要环节。
1 某地铁线路概述
在某地铁线路当中由接入网络和骨干网络组成了DCS有线网络,利用同步数字体系技术来构建有线传输系统的主要网络部分,以太网交换机和光电转换器构成了接触网络,在骨干网络设置不同的节点以此来讲每个车站连接起来,通过交换机就能够将各个相邻系统紧密的连接起来,从而实现信息的交流与传递。
2 车地通信技术
车站与车站之间进行信号的传递是相互的,这就需要一个传输途径来进行轨旁系统以及车载系统的信号的传递与交流,DCS系统就能够实现这两者之间的交流,而只有通过这个系统才能够实现列车与地面的信息的交流。再就是将无线局域网技术覆盖到线路、车站以及出入口等位置,所以,适合于在列车与地面进信息交流的传输系统对于列车的运行,而利用合适的信息传输系统就能够利用无线通信实现这两者之间的数据传输,并且还能够确保数据输出的安全、快速、可靠。
3 无线系统受到干扰的类型分析
3.1 带外干扰
带外干扰是与带内干扰相对的一种干扰方式,带外干扰指的是相近的两个信息传递渠道之间相互产生的干扰类型。WLAN的性能指的是正常信号在传输过程当中产生的功率与干扰信号产生的功率之间的比值,我们将这个数值称之为信号干扰比率,在探讨WLAN性能的时候,比较容易探讨和分析SIR所表示的代表性。
3.2 带内干扰
WLAN系统当中进行带内干扰的主要的途径包括两种Wi-Fi形式的干扰以及非Wi-Fi形式的干扰。Wi-Fi形式的干扰指的是其它的WLAN系统在发射的时候发射的频率与地铁信号传递的频率一致的时候而对地铁信号产生的干扰。一般来说,Wi-Fi形式的干扰对地铁信号产生的干扰要远大于非Wi-Fi形式的干扰,但是在实际当中,非Wi-Fi形式产生的干扰也应该引起我们的注意,这是因为ISM频段被广泛运用到信号传输过程当中,所以,非Wi-Fi形式产生的干扰也有足够的影响力,比如蓝牙耳机、微波炉等都会产生非Wi-Fi形式的干扰。
3.3 多径干扰
多径效应的形成是信号的传输过程遇到了障碍物的反射后,因为介质不一样,反射的角度也不一样,使得信号会进过多重路径进行传送,进而到达接受装置.这种传输信号的路径的改变也使发射器到接收器所经过的路径距离是不一样的,这就使得信号到达的时间产生了差异,形成了延迟,同一个信号经过不同的路径传输后在进行叠加才形成了最终的信号,但是由于叠加信号的强弱存在差别,这样实际收到的信号就可能产生畸变二产生信号传输多径的原因是由于隧道材料的因素和隧道是一个封闭的室内环境造成的。
3.4 开放路段干扰
在开放路段,障碍物对严重影响着地铁的WLAN系统,这种影响主要是因为在建筑物当中会安置WLAN设备,这些设备会影响着地铁的信号,我们对下面的情况进行了分析:在开放路段上经常会出现各种类型的灯箱以及广告牌,当它们出现的时候会降低信号的可利用性,这也就会对信号产生很大的干扰。针对这种情况,我们应当采取怎样的措施呢?经过研究发现,如果天线的安装高度超过了一定的高度,障碍物产生的信号就不会对传输的信号造成干扰,主要是减少了第一菲涅尔区域内的信号干扰。此外,可以利用增强传输信号的方式来避免开放路段的障碍物对信号产生的干扰,这样不仅能够避免外界信号对传输信号的干扰,还能够增强信号的传播强度,从而保证信号传输的完整性。
4 应对DCS子系统无线信号干扰的有效措施
4.1 采纳OFDM技术
OFDM技术干扰信号的原理就是将信号进行分解,将整个信号分解成小的信号,以子信号的形式来对信号进行传递,将很好的数据信号附着在每个子载波当中,这样通过更多的途径来进行信号的传输就能够在最大程度上减少各种方式的信号干扰,这是在无线系统当中进行信号传递的最高效的一种方式。OFDM技术不仅可以通过以上的途径来降低周围障碍物对信号的干扰,还一种方式就是通过提高载波频谱利用率来降低信号的干扰,载波频谱利用率的提高不仅能够保证传输信号的稳定性还能够大大增加信号的传输质量。
4.2 合理优化控制系统
列车在行驶过程当中,在列车的切换处会产生干扰源,这就会严重影响着列车的通信系统,所以要对这些干扰源进行严格的管理,尤其是民用无线干扰源,比如各个手机运营商建设的信号传输的基站。将这些设备安装在地铁轨道内的时候,要严格注意列车的切换点的位置,不应该将各种无线设备以及信号发射和接收设备安装在列车的切换点附近。该地铁线路在建设的过程中要经过比较繁华和人群密集的地段,这些地段往往会具有比较多的通信信号。所以,要规划好手机运营商所安装的信号传输与接收的设备。
4.3 轨旁无线数据接入
轨旁旁边天线、电缆等设备的运用,能够将轨道旁的数据域总的网络进行连接,轨旁接入交换机以及骨干交换机都需要以太网来进行支持。所以,可以依据此特点来对这两个交换机进行连接,以实现信号在不同位置的信号传输。但是信号在这两个位置进行传输的时候,需要轨旁数据网络的支持,接入交换机能够实现中心网络与轨旁网络的连接,能够为轨道旁边各种各样的设备提供通信网络。此外,在整个网络的建设过程中,AP光纤的安装是非常重要的,所以要将AP光纤的安装位置以及汇聚方向考虑其中,选择最合适的方式进行AP光纤的安装。
4.4 轨旁无线接入网点设置
无线接口传输速率为54Mbps,这也是信号传输系统必须要达到的一个指标,再一个指标就是信号强度,要求信号强度要大于72dBm。之所以有这样的要求是因为,会有各种各样的因素影响信号的传输质量,所以在对传输线路进行计算的时候要将充足的1OdB考虑其中。所以,在进行模型设置的时候,在室外以及轨道内的模型相隔的距离应该是200米左右,这个距离不仅能够保证一个好的信号传输质量,还能够满足传输速率的要求。
5 结语
本文主要分析了列车在轨道内运行进行无线信号传输的时候主要会受到的干扰类型,经过研究发现,该过程产生的主要干扰方式是多径衰落和带内干扰。我们要想解决这两种干扰,就需要建立专门的传输调制模式,而OFDM数字调制模式能够很好的解决以上两种类型的干扰,但是我们还要认真探索该种模式的优缺点,进一步确定该模式是否是最恰当的解决信号干扰的方法。
参考文献
[1] 景岩.论地铁通信传输系统[J].铁道通信信号,2012,(01):16-18.
[2] 廖代华.地铁公用移动通信覆盖系统的设计[J].移动通信,2011,(12):111-113.
[3] 余辉.某地铁二号线车地通信系统分析[J].铁道通信信号,2011,(04):22-24.
[4] 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):112-116.