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地铁引入TD—LTE系统对地铁通信干扰分析及应对措施

范文

武斌

【摘要】随着我国城市经济的不断增长以及社会的快速进步，地铁交通也得到了与之相对应的发展，与此同时使得地铁业务范围也在不断的扩大，乘客的数量也随之逐渐的上涨，这就会对地铁提出了更好以及更苛刻的要求。要求在地铁运行过程中，有着更加稳定的通信性能，为此，就需要地铁工程当中引进TD-LTE系统。基于此，本文主要探讨了地铁通信系统中引入TD-LTE 系统受到的干扰，同时也计算了个干扰的隔离度，并指出了相对应的有效解决措施，从而能够有效的大幅度提高地铁系统引入 TD-LTE 系统后选用频段的合理性。

【关键词】地铁通信系统 LD-LTE系统干扰

一、引言

随着地铁时代的来临，越来越多的乘客选择地铁作为自己的出行方式，在这样的背景之下，就需要在乘坐地铁的过程中，为乘客提供质量合格以及满意的通信服务，从而更好的满足人们的需求。众所周知，地铁通信主要包括两方面的内容，分为民用通信及专用通信，其中民用通信与我们日常的生活之间息息相关，比如像2G/4G通信。而对于专用通信而言，它能够有效的实现了地铁的调度通信。但是在实际过程当中由于发射机与接收机本身的问题，使得通信系统之间发生阻塞干扰、互调干扰等干扰形式。如果地铁工程引进TD-LTE系统，管理部门就能够准确有效的控制地铁的运行情况，另外，地铁的通信质量也可以得到大幅度提升。为此，在地铁系统当中引入TD-LTE系统具有极其重要的意义，但是在实际的应用过程当中还存在一些解决的问题，只有采取有效的解决措施才能够有效的保障地铁运行的稳定安全。

二、地铁通信系统中引入TD-LTE系统的影响分析

在地铁通信系统当中引入TD-LTE系统具有重要的作用，它不仅仅能够提升通信质量，同时也有利于对地铁运行状态进行有效的控制。但是在其带来积极影响的同时也存在自身所固有的缺点，主要表现在四个方面。首先，它的移动速度相对比较慢；其次，码资源受限TD只有16个码，这对于业务需要所需要的码数量并不能够进行有效的满足；再次，存在着一定的干扰问题，主要是对邻小区、上下行以及本小区产生一定的干扰；最后，同步要求GPS与高TD同步，并且同步的準确性对于整个系统的工作具有严重的影响。所以，必须要对引入TD-LTE系统后产生的干扰做一个详细全面的分析，并且针对所存在的干扰，对其采取科学以及合适的控制措施，从而能够

三、地铁系统引入TD-LTE系统存在的干扰以及隔离度的计算

在地铁系统当中引入TD-LTE系统以后，存在的系统间干扰类种具有很多种，其中主要包含有杂散、互调以及阻塞干扰等形式。对于这几种类型的干扰都能够通过与之相对应的公式进行计算，从而更加的明确隔离度。当受害系统对于干扰基站的干扰不大于受害系统自身热噪声 6.9B 的条件之下，这时所存在的干扰可以忽略不计。计算杂散隔离度公式如下：

式中，MCL ：隔离度要求；

Pspu、Pn：分别为干扰基站的杂散辐射电平和干扰系统的接收带内热噪声；

WInterfering和WAffected分别为干扰电平的测量和被干扰系统的信道带宽；

Nf ：接收机的噪声系数；

其中通常情况下接收机噪声系数都会低于5。

计算互调隔离度公式为：

MCL=MAX（P1，P2，P3）+POI合路器互调-Pn-Nf+6.9

其中，P1、P2、P3分别对应于1、2、3 干扰系统的信号电平，POI为合路器的互调指标。

比如说，在设计多系统的过程当中，只有让系统阻塞电平高于接收机输人端的上干扰信号功率得到相应的保证，才能够进一步的使得系统的正常运行有足够的保证。当Po 为干扰发射机输出功率，Pb为接收机阻塞电平指标时，Pb=PoMCL，并且这一数值不低于接收到的干扰电平。在这样的条件下，即便是干扰信号存在，但是也不会影响到接收机的正常运行。此时，系统间的隔离度MCL≥Po-Pb。

四、地铁系统引入TD-LTE系统干扰计算结果分析

按照各个系统所存在的杂散系数以及噪声基底，计算通信系统间所具有的杂散干扰结果主要表现在以下几方面。首先，杂散干扰隔离度通过与之相对应的公式进行计算完成以后，必须要重视通信系统对于CDMA2000、WCDAM系统的隔离，其具体隔离度是 91dB；其次，通过相关的公式对于阻塞干扰隔离度进行计算，通过计算便可发现通信系统间隔离的关键点在于CDMA2000 与其他通信系统，且其具体隔离度为 72dB；再次，通过与之相对应的公式计算互调干扰隔离度，经过相关的计算结果发现各个通信系统间实际的隔离度为24dB。通过计算互调、杂散以及阻塞干扰隔离度，结果证实在通信系统之间最大的隔离度为91dB。

五、通信系统引入TD-LTE干扰的有效解决措施

通信系统主要包含有民用以及专用通信系统两部分。民用通信系统与专用通信系统之间存在的互调干扰隔离度为36dB。与此同时，对于民用与专用通信系统而言，两者之间的阻塞干扰以及杂散干扰隔离最小需求是90dB。民用通信系统所使用的设计方案是 POI，对于实际的隔离需求能够进行科学以及合理的满足。同时在民用通用系统当中应用器件隔离的形式也能够将其所受到的干扰进行有效的降低，在专用通信系统端进行器件的安装同样可以有效的降低民用通信系统干扰。但是值得注意的一点就是在进行器件安装的过程当中，不能够引入干扰抑制设备。为此，通过空间隔离方法的使用也能够得到相对比较满意的效果。

对于民用通信系统受专用通信系统干扰而言，通常情况下，在地铁专用通信系统当中都是以分布系统式作为集群通信的布放方式，而WLAN可利用AP 的直接架设式或者是分布系统式两种形式进行布放。由于地铁 WLAN 并没有明确出具体的布放方式，为此，在核算实施隔离度的时候可以根据第一种布放形式进行相关的计算，这主要是由于第一种布放方式相对具有较为严格的要求，计算漏缆隔离距离的公式为：

Vi=64-20*lg（dv/λ）

其中，Vi和dv分别为接收天线与发射天线以及发射和接收天线间存在的垂直隔离度；

λ为接收频段范围内存在的无线电波的波长。

为此，按照地铁隧道民用通信系统的相关内容，民用通信系统与集群通信系统以及WLAN之间的距离分别为 0.5m以及1m。这两者之间所存在的实际隔离度为68dB以及82dB。在CDMA2000 、GSM 、DCS 系统当中，应用POI合路对信源信号进行相关的处理之后，然后利用漏缆以及馈线来将他们之间的相互连接得以实现，且认为信源与漏缆之间存在的隔离度损耗为 9.5dB。在 TD-LTE 系统当中，功分处理信源信号以后，在将其与POI系统进行相对应的连接，将漏缆通过馈线进行接入到其中，此时所存在的隔离损耗也为9.5dB。通过POI合路对WCDMA 系统当中的信源信号进行处理之后，将漏缆利用馈线进行接入，此时所存在的隔离损耗为 6.5dB。在WLAN与民用系统之间，两者之间的空间垂直隔离为 1m。

对于WLAN 系统与TD-LTE 系统而言，在这两者之间所存在的干扰主要有基站之间、终端之间以及基站和终端之间的干扰，对于这些不同类型的干扰，都需要采取与之相对应的有效措施来进行规避。

（1）在WLAN AP與 TD-LTE 基站当中所具有的干扰主要就是相互间杂散干扰，为了能够将这一类型的干扰进行有效的规避，所采取的措施就是要保证漏缆与WLAN 天线之间的距离为一米；

（2）WLAN终端与TD-LTE基站之间所存在的干扰主要就是杂散干扰，要想对于这种类型的干扰就行有效的规避就要对于协议的具体要求进行严格的执行，将两者之间的距离保持在0.5m以上；WLANAP与TD-LTE终端之间的主要干扰形式是杂散干扰，对于这种类型的干扰，要想使其能够有效的规避，在对于相关协议内容进行严格要求之外，还应将两者之间的距离保持在250m以上，在 TD-LTE 基站要对杂散指标进一步严格化，并且利用方案二频段，使得实际当中两者之间的距离在2.2m。

（3）WLAN 终端与TD-LTE 终端之间主要也是杂散干扰，此时为了能够将其所存在的干扰进行有效的规避，在TD-LTE 终端就应该运用2.6GHz 频段，当 TD-LTE 终端刚好是该频段杂散干扰的时候，还应该加严41dB，而当其所处的场景相对比较恶劣极端的时候，可进行合理的降敏。

六、结束语

综上所述，随着社会的不断进步以及经济的快速发展，地铁作为一种交通工具得到了较多人的广泛关注，在地铁工程当中引入TD-LTE系统具有极其重要的作用，不仅仅能够大幅度的提升其通信质量，同时也能够让相关的管理部门对其运行进行有效的控制，但是在实际过程当中，由于接收机以及发射机自身的原因，会使得通信系统之间存在着众多的干扰形式。但是通过采取科学有效的措施就能够将其进行有效的规避。比如说，应用POI系统能够实现TD-LTE基站对WLAN 基站90dB的隔离，能够完全满足相应的要求。通过不断的深入研究以及分析 TD-LTE 系统引入对地铁通信系统产生的干扰，将其中相关的隔离度进行明确，这样就能够提供给TD-LTE 系统建设更多科学以及合理的参考，从而更加充分的发挥该系统所具有的作用，促进地铁的快速发展。

参考文献

[1]甘超莹. 地铁通信系统引入TD-LTE系统后的干扰分析研究[J]. 中国新通信，2015，06：97-98.

[2]宋瓷婷. 轨道交通通信系统中覆盖及干扰共存相关问题的研究[D].北京邮电大学，2014.

[3]印顺. TD-LTE网络建设方案研究[D].吉林大学，2014.

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