地铁中的无线电频率干扰及其对策.docx

地铁中的无线电频率干扰及其对策提出了地铁中由于频率配置不当产生无线电频率干扰问题。介绍了一种比较完善的无线电频率管理程序移动通信频率整理和分配程序。给出了应用该程序解决地铁中无线电频率干扰的方法,并举出了实例。目前地铁中除了原有的专用无线通信系统外,还有各种各样的城市商用移动无线通信系统引入。各种各样的无线电频率必然相互干扰。因此,如何减少和避免这种无线电频率干扰,不但具有理论意义,而且具有工程价值。1各通信系统的使用频率1.1专用移动通信系统地铁专用移动通信系统按工作信道的使用方式来分,可分为专用信道方案和共用信道方案(集群方案)。专用信道方案的特点就是按用途配置信道,每个信道只作一种用途,即使它处于空闲状态也不作他用;而当某一信道被占用时,全线均不能使用,必须排队等候。专用信道方案技术成熟、设备简单、成本较低,在子系统和信道数少、频率资源不紧张的情况下,采用专用信道方案是可行的。所谓集群,指的是不按用途配置频道,而是信道为所有用户共用,实现设备和信道共享,因此又称为共用信道方案。由于集群系统采用信道共享及动态分配信道的技术,使系统内所有信道均忙的概率要远小于专用信道繁忙的概率。如果系统容纳的用户数不变,则呼损率大大减小;反之,如果用户的呼损率不变,则系统容纳的用户数大大增加。这是集群方案较之专用信道方案最主要的优点。另外,在可靠性、保密性、扩容、占用无线电频率、频率切换和频道转换,以及呼叫功能和检测功能等方面,集群方案都优于专用信道方案。根据笔者计算,当信道数为3个以上时,集群方案的优越性就表现出来。目前新建地铁一般采用数字集群方案,但在特殊情况下或在已建地铁中也采用专用信道方案。专用移动通信系统的使用频率如下:(1)工作频段根据国家无线电管理委员会对移动通信工作频段的规定,系统工作频段为:160MHz频段为138～149.9MHz(上行)/150.05～167MHz(下行),专用信道方案采用;450MHz频段为403～420MHz(上行)/450～470MHz(下行),专用信道方案采用;800MHz频段为806～821MHz(上行)/851～866MHz(下行),集群方案采用。上行频率指从移动台到基地台的发射频率,即移动台的发射频率,或基地台的接收频率,位于频段低端。下行频率指从基地台到移动台的发射频率,即基地台的发射频率,或移动台的接收频率,位于频段高端。(2)频道间隔和标称频率每个频段的相邻频道间隔均为25kHz。对于160MHz、450MHz频段,标称频率的最后2位有效数字应为00、25、50、75kHz;对于800MHz频段,标称频率的最后3位有效数字应为12.5、37.5、62.5、87.5kHz。(3)双工间隔160MHz频段为5.7MHz;450MHz频段为10MHz;800MHz频段为45MHz。地铁专用移动通信系统满足移动台“发低收高”、基地台“发高收低”,以及上述频段、频道间隔和标称频率的要求。1.2城市商用移动通信引入系统地铁因其采用高强度、高密度的钢筋混凝土结构,从而对外部空间电磁波产生了很强的屏蔽作用,形成城市商用移动通信的死区和盲区,在相当程度上限制了城市商用移动通信的发展和应用。解决好地铁内城市商用移动通信的引入问题,实现无障碍的城市商用移动通信,必将产生良好的社会效益和经济效益。根据北京地铁的情况,城市商用移动通信引入系统的频率有以下9种:调频立体声广播,为86～108MHz;宽带无线寻呼,为137～285MHz;中国联通CDMA移动电话,为800MHz频段;中国联通GSM移动电话,为900MHz频段;中国移动GSM移动电话,为900MHz频段;中国移动GPRS移动电话,为1800MHz频段;第三代移动电话,为2.1GHz频段;多媒体与无线局域网通信,为2.4GHz频段;公安、消防等特殊性行业需要引入的系统,频率与原系统相同。由于是引入系统,因此控制中心和交换机仍采用原系统,地铁只设基地台或双向光纤射频中继器,用以增加或扩大无线管区。很显然,其频道间隔、标称频率和双工间隔与原系统相同。2干扰定义及基本要求长期以来,国家和各级无线电管理委员会对频率的管理,仅在于分配无线电频段和具体的频点。这种管理可以避免同频干扰(重复使用频率),但忽略了3种干扰,即邻频干扰、三阶互调干扰和三阶准互调干扰。由于移动通信的场强波动大,加上接收机前级和发射机末级的非线性,必然产生大量交叉调制分量。其中尤以上述3种无线电频率干扰影响最大。2.1干扰定义和相容邻频干扰,指两频道载频之差小于其频道间隔值(当两频道的频道间隔值不同时,取两种频道间隔值之和的一半表示)所造成的干扰。三阶互调干扰,是由于非线性以及两个或三个频道载频的和差值等于另一频道的载频而造成的干扰。三阶准互调干扰,指由于非线性以及两个或三个频道载频的和差