边兴悦

【摘要】随着各个城市轨道交通大规模的建设与开通，移动闭塞信号系统也被越来越多的成功运用。由于目前各大信号系统供货商所提供的移动闭塞信号系统车地通信方式，都是基于2.4G无线开放频段进行无线传输的，因此如何实现移动闭塞信号系统的无线抗干扰措施也将是一个越来越重要的课题。

【关键词】移动闭塞信号系统 2.4G无线开放频段 802.11 无线专用协议 抗干扰

1移动闭塞信号系统车地通信的无线传输方式

目前移动闭塞信号系统车地通信大体存在两种无线传输方式：一种是利用2.4G无线开放频段，基于802，11g无线通信协议进行传输；另一种是利用2.4G无线开放频段，采用专用或私用的无线传输协议进行传输。

1.1利用2.4G无线开放频段，基于802，11g进行无线传输

此种方式下，信号系统的数据通信子系统基于开放的业界标准，有线通信部分采用IEEE802.3以太网标准，无线通信部分采用先进的WLAN技术——IEEE802.11g标准，最大程度地采用现成的成熟设备。数据通信子系统体系结构框图如图1所示。

同时利用译码技术，确保与安全相关的子系统间采用故障－安全方式交换信息。利用OFDM（正交频分复用）扩频技术，确保移动闭塞车地通信数据抗干扰地传输，尤其在站台和室外区域。而且，冗余的结构可避免通信系统设备的单点故障。另外，灵活的倒换机制，在列车行进过程中，可确保轨旁设备的平滑切换。

车地通信无线传输只是用2.4G无线开放频段的一个信道。如图2所示，其采用2.4G的第一个信道。

此种方式下，移动闭塞信号系统车地通信的无线传输媒介，一般采用波导管与开放式天线。目前在国内有实施项目的供货商有德国西门子、法国阿尔斯通、意大利安萨尔多等知名信号厂商。

1.2利用2.4G无线开放频段，采用专用或私用的无线传输协议

此种方式下无线传输的频段依然利用2.4G无线开放频段，采用的车地无线传输与WLAN等系统不同，其通过空间传播的信息不是基于IP地址的。每个装备ATC的列车在系统中均有其独一无二的列车和车厢编号，确保在区域和车载ATC间可靠传送ATC数据包。这也有助于加强无线系统的抗干扰性，从而更好地抵抗外界系统干扰。

其选择DSSS（直序序列扩频）调制。抗干扰是扩频通信主要特性之一，比如信号扩频宽度为100倍，窄带干扰基本上不起作用，而宽带干扰的强度降低了100倍，如要保持原干扰强度，则需加大100倍总功率，这实质上是难以实现的。因信号接收需要扩频编码进行相关解扩处理才能得到，所以即使以同类型信号进行干扰，在不知道信号的扩频码的情况下，由于不同扩频编码之间的不同的相关性，干扰也不起作用。

其车地无线传输方式广泛采用漏缆或定向天线。虽然没有一个无线系统能够完全抵御相同频段下的一个超强信号的干扰，但是采用漏缆时（如在隧道内或者开放空间内），这类系统可提供更强的抗干扰能力。

在国内按照这种方式进行项目实施的信号厂商目前仅有美国的庞巴迪公司。

其车地通信设备构成原理如图3所示。

2目前对移动闭塞信号系统的最大无线干扰源

伴随城市服务功能的不断增强，普通市民对出行过程中服务功能要求也愈发提高。目前各个大中城市中，分别开通了基于联通、移动、电信等国内大型电信运营商的3G通信服务及城市无线上网覆盖（含WIFI或WLAN）。在某些城市中这些3G通信服务及无线上网覆盖（含WIFI或WLAN），也被引入地铁或轻轨等城市轨道交通基础设施中。由于那些3G转WIFI功能的便携无线路由设备或基于WLAN的无线上网覆盖设备也采用2.4G无线开放频段，这使得城市轨道交通所采用的移动闭塞信号系统必须面对这些强大的外界干扰源并采取一定的抗干扰措施。

3移动闭塞信号系统可采取的无线抗干扰措施

移动闭塞信号系统可采用的无线抗干扰措施大体有以下几种方式：

首先，可采用专用的5.8G无线频段，5.8G无线频段是一个目前可以使用的无线专用频段，但是使用该频段须经过国家无线电管理部门的专门批复。仅从技术角度讲，2.4GHz频段已经被到处使用，采用5GHz-6.5GHz的频带可以让信号系统的车地无线通信具有更少冲突的优点。然而，高载波频率也带来了负面效果。该频段几乎被限制在直线范围内使用；由于该频段的无线电波更容易被吸收，也导致它不能像2.4G无线开放频段传播的那样远。这使得在地铁或轻轨这种弯道较多的城市轨道交通系统工程中必须使用更多的无线接入点。目前市面上针对5.8G频段开发的无线传输设备也较少，如果各大信号系统供货商考虑采用此频段，也将会使他们面临大规模增加成本的巨大压力，进而导致地铁信号系统投资规模的增加。

其次，各个城市轨道交通的运营商在进行联通、移动、电信等国内大型电信运营商的无线公网引入时，可考虑只引入语音通话和短信服务，暂不引进3G通信服务及城市无线上网覆盖（含WIFI或WLAN）。但是这种做法，从某种程度上会给城市轨道交通所产生的社会效益产生一定的负面影响。

4综述

无论各大信号系统供货商所提供的移动闭塞信号系统是基于何种无线传输方式，面临何种的无线干扰问题，各个城市的地铁与轻轨等城市轨道交通系统应首先保证其便利广大市民行车出门的主要社会效益及功能，只有在此社会效益及功能得到满足的前提下，才能考虑引入其他诸如3G通信服务及城市无线上网覆盖（含WIFI或WLAN）等有特色的人性化服务，从而促进城市社会及经济的发展。