地铁公安无线通信系统研究
聂娜++王裕政++龙兴胜
[摘 要]地铁专用无线通信作为高速运行的地铁列车与车下运营管理机构之间唯一的通信手段，不仅担负保证运营顺畅、提高运营效率的义务，还肩负着保障行车安全及地铁乘客生命安全的重要使命。因此，有必要对地铁无线通信技术进行研究与分析。
[关键词]地铁；无线通信技术；抗干扰技术
中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）24-0368-01
1 地铁无线通信技术类型
1.1 LTE无线通信技术
1.1.1 LTE技术的5大设计原则
（1）可靠性原则。CBTC信号系统要求任何节点都是两份，够保证出现意外时，不受影响。（2）安全性原则。主要是能够保证数据的安全，使其不受到攻击。（3）实时性原则。能够实时对车辆进行控制，在数据的传输上也能够做到实时。（4）高带宽原则。在传输视频时，要保证高清从而需要高带宽。（5）环境适应性原则。对于无线的覆盖，要充分考虑周边的环境能够满足乘客的需求。
1.1.2 LTE技术在地铁无线通信中的综合应用
（1）LTE的信道应用：LTE网络需要完成CBTC+CCTV+PIS综合承载，在进行承载工作准备的过程中，需要注意以下3个方面的问题：（1）A、B双网冗余，双网完全独立，并行工作，互不影响。（2）A网承载双向CBTC，上行CCTV，下行PIS，分配较大带宽。（3）B网只承载双向CBTC信息作为备份网络；分配较小带宽。
（2）LTE的接收性能：在列车运行的过程中，信号的接收质量会有一定的变化。经过测试和分析，相同接收功率时，LTE技术可支持的列车速度明显高于平均接收速度，LTE技术具有更高的灵敏度。除了要做好信号的接收工作之外，还需要做好GPS接收的设计工作，时钟同步是系统设计的一个要点。
1.2 3G技术
3G技术是由移动公司提出来的，是该公司第三代信息技术，它可以在2OMHz頻谱的环境下，给予50Mbit/s-100Mbit/s的输送速度，从某种程度上，能够提升具体区域的性能，增大区域容量；能够避免系统迟缓的情况出现，还能够为部分移动使用者给予120kbit/s的接入；此外，该技术还具有很强的兼容性，可兼容成对的频谱，也可兼容非成对的频谱，还能与1.25～20MHz之间不同种类的带宽进行匹配。
1.3 WiMAX技术
WiMAX技术创建的基础是IEEE802.16、ETsIHiper；wiMAN无线局域网的操作不受有无执照频段的影响，此外，它还能够为指定区域给予50km的宽带，实现无线匹配，然而需引起重视的，这个技术网络标准还存在一些问题，有待解决，技术攻关工作进展比较慢。
1.4 WLAN技术
IEEE802.11被视为是WLAN技术的标准，该技术包含三种不同的种类，分别是IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g，802.11a标准是已在办公室、家庭、宾馆、机场等众多场合，得到广泛应用的802.11b无线联网标准的后续标准。它工作在5GHzU-NII频带，物理层速率可达54Mb/s，传输层可达25Mbps。可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口，以及TDD/TDMA的空中接口；支持语音数据图像业务；一个扇区可接入多个用户，每个用户，可带多个用户终端。802.11b采用2.4GHz直接序列扩频，最大数据传输速率为11Mb/s，无须直线传播。动态速率转换当射频情况变差时，可将数据传输速率，降低为5.5Mb/s、2Mb/s和1Mb/s。使用范围支持的范围是在室外为300米，在办公环境中最长为100米。802.11b使用与以太网类似的连接协议和数据包确认，来提供可靠的数据传送，和网络带宽的有效使用。
1.5 Mesh技术
该技术被视为是无线的多跳网络技术，此外，它还是通信协同不可缺少的一部分，具有的特点是体积小，容易携带；该技术还有其他技术无法比拟的优势，也即无单点故障；还具有支持高速传输、组网，融合性能优等特点，伴随技术水平的提高，该技术被视为是目前最受关注的通信技术，需引起足够重视的是，该技术能够确保安全，被使用的比较多。
2 无线通讯系统中的有效抗干扰技术
在人们工作和生活的环境当中会产生各种各样的电磁场，这些电磁场有的是因为人为因素而产生的，有的则是自然环境中所产生的。这些电磁场对无线通信会产生较大的干扰，进而严重地影响无线通信的正常展开。不同种类的电磁场对无线通信系统的通信质量会产生不同程度的影响，严重的还会直接阻断无线通信，继而给人们的生活工作带来较大损失。因此，谈及无线通信技术，就不得不对其抗干扰技术进行研究与分析。
2.1 跳频抗干扰
在无线通信系统当中使用调频技术这种较为成熟的抗干扰技术，能有效地降低同频干扰对无线通信系统的影响，最大限度的提升无线通讯的质量。现阶段，跳频技术在无线通信系统当中广泛运用，并取得了十分显著的效果。通常情况下，跳频干扰技术普遍的适用于民用无线通信，能够快速有效地提升民用无线通信的通信质量。跳频技术主要是让有用信号通过一定的规律或者速度来完成回变跳，从而有效地规避同频干扰对于无线通信系统的影响。跳频技术由传统的无线发信技术衍生而来的，在实际的操作过程当中，对于码序列的选择主要依靠多频率移键完成，以有效地保证载波频率始终保持规律性的持续跳变。
2.2 多入多出
MIMO技术主要依靠无线发射台中的发射器来完成多个有用通信信号的发送，通过将通信分为若干个部分，移动设备在接收信号时再进行信号叠加，从而获得完整的移动通信信号。这样不仅能够有效的降低邻频干扰对无线通信系统正常通信的影响，同时还能最大限度的保证移动通信信号的完整性，对于提升移动通信的通信质量十分有益。MIMO技术的成功运用必须依托无线通信系统的容量公式，经过科学准确的计算之后得出传送数据。然后在带宽和功率相同的情况之下，有目的性的增加接收天线和发射天线的数量，从而有效的增加整个系统的容量。通过有效的增加天线数量，最终能够实现给系统容量扩容的目的，进而全面的提升无线通信系统的抗邻频干扰能力。
2.3 智能天线
在无线通信系统当中应用先进的智能天线技术，对各种可能干扰无线通信正常使用的电磁信号以及其他方面的因素进行有效限制。在实际使用过程当中，主要是由智能天线的特殊空间域向各个与之对应的目标发送对应电磁信号。这样在传输过程中，其他电磁信号就很难涉足到智能天线信号的传播路径当中，从而最大限度的降低其他电磁信号对于无线通信系统的影响。由于智能天线的电磁信号发送方向相同，所传输的电磁波更是直接对应通信设备，从而能够十分有效的提升无线通信的效率。
3 结语
在目前地铁中，无线通信系统的核心应用价值已经得到充分的证实。但是，根据地铁要求可持续发展和成本节约的想法而言，选择哪种无线通信系统更流畅、依靠何种技术更稳定等方面疑问，是当前的地铁无线通信系统方案设计中一个仍需进一步探索的问题。本文探讨了当前常用的无线通信技术以及抗干扰技术，以供参考。
参考文献
[1] 张天羽.地铁信号系统无线通讯传输抗干扰技术方案的若干研究[J].通讯世界，2016，（08）：99-100.
[2] 周军领.无线通讯技术的发展与改进[J].信息通信，2013，（07）：250-251.
