以通信為基礎的列車控制系統(CBTC)，多應用IEEE802.11標準的全球性免費開放的ISM2.4 GHz頻段，此頻段具有用戶量大的特點。下面是由學習啦小編為大家整理的無線局域網技術在地鐵軌道交通建設中的應用，希望大家喜歡!

　　無線局域網技術在地鐵軌道交通建設中的應用

　　1 2.4 GHz無線傳輸技術概述

　　1.1 2.4 GHz無線技術傳輸機制

　　無線技術傳輸系統，若是選取IEEE802.11標準下的ISM2.4 GHz頻段，意味著其所采取的是“先聽后說”的、即為載波監(jiān)聽/沖突避免的訪問機制，在信道的使用上，每時每刻每個信道只有1個用戶能使用，當用戶傳輸數據之前，首先需判定信道的實際狀況，在信道使用的“機會、時間”上，每個用戶皆平等。

　　若有終端使用WLAN的通信方式時，首先便要監(jiān)聽信道，此時有2種結果：

　　其一，信道被人占用，要進行監(jiān)聽，直至信道空出。

　　其二，信道空閑，即可占用信道。WLAN是采取“終端競爭到完全占用信道，用完再接著競爭”。若2個終端應用同一信道，競爭會導致接收端的吞吐性能減弱。此外，與臨頻互相干擾而形成波形疊加，讓接收端不能精準的還原，無法識別信號，導致數據發(fā)生重復傳輸的問題，降低了無線網傳遞水平。

　　1.2 調制模式及抗干擾措施

　　ISM2.4 GHz頻段，為世界通用及開放的頻段，存有諸多干擾信號，ISM2.4 GHz頻段下的IEEE802.11 b/g系統，因諸多干擾源而導致物理層性能減弱。2.4 GHz無線通信技術為了強化設備抗干擾水平及提升無線網可用性，多會采取干擾抑制及躲避的手段，一般情況下，多采取“直接序列擴頻(DSSS)、正交頻分復用(OFDM)及跳頻擴頻(FHSS)”技術。

　　工作原理：1)DSSS技術：意指將原“功率高、帶寬窄”的原始功率頻譜，分別散布于極寬帶寬上，如此，能夠在發(fā)射信號時，僅使用少許能量便可輸送出去。其采取的擴頻碼序列為“高碼率”，發(fā)送端實施信號頻譜拓展，接收端采取同樣的擴頻碼序列實施解擴，將拓寬之后的擴頻信號，還原為原始信息[3];

　　2)FHSS技術:即系以擴頻碼序列，采取“移頻鍵控(FSK)”的調制措施，導致“載波頻率”跳變。需要進行數據傳送時，接收者與發(fā)送者雙方事先商定好，于某頻道上傳輸相應時間后，便同步跳至另外的某頻道上，再繼續(xù)進行數據傳送。接收數據一方的端口處所實施的解擴方式采取和發(fā)送一方的端口處一致的本地發(fā)生器所形成的“擴頻碼”，對數據實施解調后，可對信息給予精準恢復;

　　3)OFDM技術：其系無線高速傳遞信息技術的一種。于頻域里，OFDM可將所指定的信道，分為多個正交的子信道，每個子信道上皆采取1個子載波實施調制，而子載波之間可并行傳輸，因于OFDM系統內子信道上，當載波彼此呈現正交時，頻譜亦會重疊，如此，極大地降低了子載波彼此干擾水平，又讓頻譜的利用率得以加強。

　　無線局域網技術在地鐵軌道交通建設中的應用

　　2 闡述CBTC系統無線傳輸技術的應用

　　CBTC系統，均采取符合或是以IEEE802.11為標準的、頻段為ISM2.4 GHz的無線通信技術，于軌旁布設AP，以及“天線”、“波導”及“漏纜”等傳輸媒介，創(chuàng)設車地冗余無線(WLAN)的傳輸網絡，達成“軌旁、車載”設備的實時信息交流，實現連續(xù)管控列車的目的，如圖1所示。

　　CBTC系統無線傳輸技術，常規(guī)下多采取2種傳輸模式：

　　1)無線通信的協議，標準需符合IEEE802.11 b/g，頻段為ISM2.4 GHz，以IP地址為前提的空間傳輸信息，它的無線調制方式，一般采取“DSSS，OFDM及FHSS”3種，以提升系統抗干擾水平，其他抗干擾手段包含“無線冗余覆蓋、實時處理、多址、編碼、信號檢測、分級傳輸/接收、無線鏈路預算”等技術;

　　2)私有協議的標準為IEEE802.11 b/g、頻段為ISM2.4 GHz，非IP地址為基礎的空間傳輸信息，改進系統設備其“物理層與MAC層”，且對無線信道實施特殊劃分，與IEEE802.11標準不同。無線調制模式常規(guī)下多采取FHSS、DSSS，經加大“傳輸時間、容錯水平、實時處理能力、無線冗余覆蓋面積以及無線鏈路預算”等技術，以推動系統抗干擾性能的提升。

　　無線局域網技術在地鐵軌道交通建設中的應用 

　　CBTC系統無線傳輸技術存在的問題

　　1 研究背景

　　我國頻頻發(fā)生乘客隨身WiFi干擾“車-地”地鐵信號系統的狀況，因指令異常造成列車急停，引發(fā)國內民眾的廣泛關注。而對此類事件進行調查后，得出的結論是：乘客的WiFi路由器打開時，導致車-地信號系統指令出現異常;反之關閉，則信號系統正常。經故障剖析判認WiFi路由器，對信號系統造成干擾。

　　2. GHz無線傳輸技術的干擾

　　1)干擾類型。由干擾機理角度實施分類，無線干擾，是通信信號最強的干擾要素之一，比如，若接收機接收到干擾信號，將對判決的正確性帶來一定的負作用。干擾類型，依其生成的機理分為“乘性、加性”2類。乘性干擾，其為多徑效應的干擾類型，為發(fā)自系統內部的“散、反、衍”射等信號現象;加性干擾，其為類噪聲源，包含其他的“類似系統”、“系統內部”或是“元件非線性”所發(fā)出的噪聲，主要的類型有：“同頻、鄰頻、互調”干擾以及“遠近效應”等類型。

　　2)依干擾源實施分類：a.系統之外的干擾：源自外面系統的干擾。例如，諸多的設備共存于ISM頻段內，系統之間出現彼此干擾;b.源自系統內部自身的干擾：其所生成的主因為同一個無線通信系統里，因多個用戶要求下、在同一時間里通信，卻無法將相互信號所造成的干擾徹底隔離。

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　　 抗干擾的主要措施

　　采取IEEE802.11標準的、頻段為ISM2.4 GHz的“CBTC無線傳輸系統”，若和其他采用ISM頻段的設備，置于同一“區(qū)域及時間”展開工作時，則將會遭到同頻設備其所帶來的無線干擾。故此，給出下列2種無線“抗干擾”措施。

　　方案1：采取“專網技術+專用無線頻譜”的手段。其為軌道交通CBTC系統專用的抗干擾措施，確保列車安全運行。

　　方案2：采取IEEE802.11標準下的私有協議。IEEE802.11協議，由“MAC層及物理層”構成。物理層，可采取抗干擾性能強的“DSSS與FHSS”等解調技術;MAC層，對媒體訪問協議模式實施修改，強化信道應用優(yōu)先級力度等手段，優(yōu)化2.4 GHz數據輸送，能經強化編解碼的模式，以獲取處理后的額外增益。亦能選取綜合手段提升抗干擾水平，包含采取“特殊的分頻、提升系統容錯水平、實時傳輸水平”等，力求降低及管控同頻里、其他設備無線產生的干擾問題。

　　無線局域網技術在地鐵軌道交通建設中的應用5 CBTC系統無線傳輸技術的應用前景

　　5.1 無線傳輸技術特有的局限性　　采取ISM2.4 GHz公用頻段的CBTC系統，盡管能夠經采取以標準為IEEE802.11前提下的私有協議，實現降低ISM2.4 GHz頻段中CBTC系統出現干擾的機率，可是，只是相應的制約了干擾，尚無法完全杜絕無線的干擾，故此，無法從根上來解除實際存有的干擾，需控制地鐵環(huán)境范圍內的、其他ISM頻段設備使用數量，以確保CBTC系統良性運轉?！　?.2 無線傳輸技術的應用前景

　　來自移動互聯網的“3G+Wi-Fi”，已成為CBTC系統干擾源之首，導致CBTC系統安全性因地鐵電磁環(huán)境限值的遠遠超出而受到威脅，地鐵同頻干擾，造成CBTC系統在傳輸信號過程中，出現誤碼及丟包，致使“車-地”信號交互斷裂，導致“非預期性停車”事故的發(fā)生。隨著社會的發(fā)展，會有大量的WiFi產品涌現，加大CBTC系統遭遇干擾的機率，致使其運行受限

　　CBTC系統在今后的研發(fā)上，將向“大密度、高速化及低成本”方向邁進，要求“車-地”無線傳輸系統具有容量高、吞吐力強、移動切換快的承載效應，來實現車-地無線通信的高功用性。無線傳輸技術，采取2.4 GHz頻段為基礎，因受自身性能的制約，無法順應城市軌道交通“CBTC系統”的未來發(fā)展，與“車-地”通信業(yè)務需求。故此，讓CBTC系統在良性運轉的同時，又能規(guī)避其免受干擾，CBTC系統的前景技術將會采取專用專網“頻段授權模式及技術”，為其未來發(fā)展趨勢。

　　無線局域網技術在地鐵軌道交通建設中的應用

　　結論

　　基于ISM頻段的無線產品會愈來愈多，應用領域將不斷擴大，提升了無線干擾強度，對ISM2.4 GHz頻段內的CBTC車-地通信系統造成極大的安全隱患。故此，城市地鐵交通中，列車控制系統的通信功能里，需要實施“無線抗干擾”手段，力求實現抗干擾水平的增加;此外，需采取新的無線“頻譜及傳輸技術”，消除無線干擾，充分發(fā)揮地鐵通信作用的“CBTC系統”優(yōu)勢，進而實現運營效率的提升。