轨道交通DVB-T系统与LTE系统同频段干扰分析

周文刚

（长沙市轨道交通集团有限公司，长沙 410000）

1 问题背景

部分城市轨道交通采用LTE制式进行无线覆盖的信号系统与采用DVB-T制式的乘客信息车地无线系统均使用1785～1805MHz频段，在部分线路车站或车辆段、停车场的线路相邻区域存在较大的干扰风险。为了寻求干扰问题的技术解决途经，现对基于DVB-T的车地无线系统技术方案进行针对性分析评估，并收集在干扰环境进行的1.8GHz频段屏蔽效果实验室测试结果，为问题解决提供参考依据。

2 DVB-T系统原理

2.1 系统架构

DVB-T车地无线系统网络架构总体上由中心、地面和列车三部分组成。其中，涉及到1.8GHz频段无线传输主要由地→车和车→地两部分组成。

2.2 地→车传输

地→车传输为车地控制信号和乘客信息系统图像信息提供无线传输信道，主要由地面无线发射网关、光纤直放站和车载无线接收网关等设备构成。

地→车传输系统由控制中心通信控制器将数据通过传输系统传送到车站通信机房的地面无线发射网关，再由光纤直放站近端机等通过多条光纤链路接入分布在轨旁的光纤直放站远端机，完成地到车方向的无线覆盖，供车辆车载无线接收网关设备进行无线接收。

2.3 车→地传输

车→地传输主要由车载无线发射网关、地面无线接收基站等设备构成。车载移动视频系统各地面无线基站通过光纤链路接入相邻的车站乘客信息系统车站交换机，由乘客信息系统地面有线传输子系统将信息传输至乘客信息系统中心交换机，车载移动视频系统与乘客信息系统中心交换机存在接口，完成信息从车辆至控制中心的传输。

2.4 列车位置信息数据流向

DVB-T系统网管服务器根据地面ATS系统提供的位置信息，转换为系统内部列车位置信息，并将此信息通过车地无线网络发送给车载通信控制器，从而操作车载无线发射网关的频率切换、信号关断与开启，信息流示意图如下所示：

车载通信控制器收到列车位置信息后，根据内部程序判断，执行对应位置信息的操作指令程序，如开启、关断、切换频率等操作。目前DVB-T系统中已存在车载无线发射网关自动关闭射频输出的机制，利用这一机制可以在特定的干扰区域内实现信号关断，从而彻底解决1.8GHz 承载信号CBTC的LTE系统与DVB-T系统之间的相互干扰。

3 解决措施分析

3.1 空间隔离措施

在频率规划无法协调、不能完全避免同频干扰的情况下，只能通过增加物理隔离的手段，尽量提高两套无线系统之间的隔离度，降低干扰程度，提高信噪比，达到系统稳定可靠运行的条件。可考虑采用物理隔离的措施，如实心墙等，并同时可在实心墙两面各加装钢板进行分隔，或者安装金属屏蔽网的方式，以尽量保证屏蔽效果。

3.2 DVB-T系统频率关断措施

在频率规划无法避免冲突干扰情况下，需要根据业务应用需求和重要程度进行调整。基于LTE系统承载信号CBTC的实际需求和列车运行控制的重要性，可考虑DVB-T设备在干扰区域临时关闭1.8GHz频段射频输出。

DVB-T系统车载无线发射网关发射功率较大，是对相同频率LTE系统影响较为明显的干扰源。参照上文介绍，目前DVB-T系统车载无线发射网关通道存在一套开关机制，可利用此开关机制实现车载无线网关在干扰区段进行信号关断，其他区段不受影响。具体实现方式分析为以下两种：

（1）关闭附近DVB-T地面乘客信息系统基站、触发关闭车载无线发射

根据列车信息数据流向和车载通信控制器关断无线发射机制，当车载通信控制器在指定时间内未收到来自地面网管服务器发送的列车位置信息时，将触发车载无线发射网关关闭射频输出，从而实现干扰路段消除1.8GHz DVB-T信号发射的影响。

为了确保车辆经过干扰区段时收不到地面网管服务器发送的列车位置信息，需要关闭干扰区段左、右线的乘客信息系统地面基站光远端发射机。当列车行驶至该路段时，由于车载通信控制器收不到DVB-T系统地面发来的位置信息，超过检测时间后，将触发自动关闭车载无线发射网关信号。当列车驶离干扰区段后，能正常收到地面发来的位置信息，DVB-T车载发射重新开启。

实施步骤：

（a）关闭指定路段的乘客信息系统基站；

（b）调整车载DVB-T系统车载通信控制器信息检测参数。影响分析：

当列车经过干扰区段时，由于车载上行信号关闭，视频流不能到达控制中心，控制中心无法实时调看车载视频监视数据。

风险分析：

（a）由于车载网络或车载设备可能存在隐性故障风险，若是在线路运行中车辆设备不能按照预期正常关闭车载发射功率，仍然会造成对LTE系统存在干扰。因此，若采用此方案作为防止干扰措施，应对首先对所有车载设备进行功能验证。

（b）在干扰区段以外的线路区域，当地-＞车信号不稳定或有波动时，如果触发自动关断的时间设定较短，可能由于误触发车载发射信号，影响车载视频监视和乘客信息系统直播业务质量。

（2）通过特殊位置信息触发关闭车载无线发射

根据列车信息数据流向和车载通信控制器关断无线发射机制，当车载通信控制器收到当前车辆位置为非正线、非折返轨时，将主动触发车载无线发射网关关闭射频输出，从而实现干扰路段消除1.8GHz DVB-T信号发射的影响。

此方案需要地面网管服务器根据收到的ATS位置信息进行判断，在数据库中对特定钢轨标识设置为关闭指令对应的状态值，将信息发给车载通信控制器，车载通信控制器发送指令关闭车载无线发射网关。列车驶离特性区域后，车载通信控制器根据新的位置信息，发送指令开启车载无线发射网关。

实施步骤：

（a）修改地面网管服务器数据库，将指定轨道区段配置成非正线、非折返轨；

（b）调整车载DVB-T系统车载通信控制器信息检测参数。

影响分析：

当列车经过干扰区段时，由于车载上行信号关闭，视频流不能到达控制中心，控制中心无法实时调看车载视频监视数据。

风险分析：

（a）额外增加车载DVB-T设备主动关断情况，需要提前对所有运营车辆提前进行测试，以排除隐性故障风险、保证能按预期关闭车载发射，避免功能失效情况下对LTE系统造成干扰风险；

（b）因涉及到网管服务器对干扰路段轨道类型信息的修改，对所有车辆都有关联影响，需要考虑较长的调试周期。

[1] 贺栋梁.基于DVB-T的认知无线电频谱感知算法研究与实现[D].桂林电子科技大学，2015.

[2] 戴克平.LTE-M车-地无线通信系统抗干扰研究[J].铁道通信信号，2017，53（2）：47-50.