地铁信号车载无线通信传输的抗干扰方案研究

汪容

摘 要：近年来，经济快速发展，社会不断进步，带动各行各业发展迅速，结合现实使用情况来讲，特别针对地铁系统无线通信信号传输的抗干扰解决方案实行详细的研究及探索。首先针对现阶段地铁列车在高速行驶过程中无线通信网络科技的基础情况进行解析，其次在研究相关无线通信技术真实使用体系数据信息的同时，举例说明了地铁系统无线通信信号干扰的关键因素，与此同时在有关传输干扰因素研究的条件下，重点分析了地铁系统无线通信信号传输抗干扰的解决方案，期望表述以后能够为从事相关工作的工程技术人员提供一些实用参照。

关键词：地铁信号;车载无线;通信传输;抗干扰

0 引言

随着社会经济的不断发展和进步，城市人口数量不断激增，这给我们的城市的地面交通带来了巨大的压力，也给人们的生活带来了很大的烦恼。城市轨道交通的出现直接对这一交通问题产生了根本性的改变，对当前的地面交通压力起到了非常大的缓解作用。在地铁的实际使用中，无线通讯信号是否稳定将直接影响到整个地铁的安全运行。对于地铁的安全性和稳定性而言，无线通信在实际使用中，由于环境特殊性的影响，这些信号往往得不到较好的保障，在一定程度上影响了数据传输的准确性和可靠性，所以，笔者针对这一问题和现象展开阐述，从而推动交通运输行业的持续发展。

1 地铁信号系统车-地无线通信传输概述

车-地无线通信传输系统作为地铁信号系统中，非常关键的地铁信号系统的子系统，随着我国信号技术的不断发展，车-地无线通信传输系统逐渐成为了比较独立的信号组网。车-地无线通信系统内容丰富，包括无线传输设备、车载接收设备、车载转换设备、互联网转换设备、环网交换设备和室内无线服务器等等。地铁与地面的链接实现，是利用轨道无线设备和车载接收设备来实现的，进而实现整个地铁具有比较良好的信号集合体。车-地无线通信传输系统的构成包括有线网和无线网，其中有线网的技术比较成熟并且具有较高的安全系数，因此车-地无线通信系统其主要问题的发生，主要集中在二者的无线网络方面，所以，提高车-地无线通信传输的安全系数，就显出了其重要性。

2 地铁信号车载无线通信传输的抗干扰方案研究

2.1 2.4 GHz无线技术传输机制

提高地铁无线通信的抗干扰能力，必须要对其无线传输机制有一个正确的认识。我国地铁列车无线通信的信道访问机制决定了，当某个时间点用户需要传输数据时，一个信道只能在其他用户对其使用结束后才可以被使用，ISM802.11标准的2.4 GHz的频段在信道访问机制上尽可能避免了载波监听和使用过程的冲突。无论是信道被占用还是信道处于空闲状态，其使用的优先级，每个用户都是一致平等的。如今，实时的频谱选频技术通过和计算机控制的短波自适应算法相结合已经诞生出通信抗干扰能力更强的通信方式，相信在地铁列车上会逐步得到推广应用。抗干扰技术的关键在于尽可能抑制跳频、扩频以及强磁干扰等因素的发生。尤其是在地铁列车这样的运行方式下，复杂电磁干扰环境使得诸如“动态频谱”分析技术以及“频谱空洞”理论有了实际的应用以及验证场景。除了对信道访问机制以及频谱理论进行研究扩展，利用高维（多目标）运算，寻找数据传输最优化的算法，包括边缘计算、绿色多单元集群等技术同样使得无线通信的抗干扰能力得以加强。在最优化算法下，即便临频之间电磁波波形发生叠加干扰，也不会影响最终传输数据的准确度和实时性，数据冲突以及网络瘫痪的故障将会减少。

2.2 无线攻击和非法接入的防范措施

无线通信的开发性很强，容易遭到非法攻击和接入，加强系统消除非法接入的能力对于维护系统安全性具有非常重要的意义。①可以采用SSID广播功能，从而降低恶意入侵的可能性。②设置网关参数，对接入无线网络的人员进行有效的限制和监控，利用媒体接入子层网络的技术手段，对接入网络人员名单进行控制。通过严格把控接入人员的权限来降低非法入侵接入的几率。③通过细化无线网的区域结构，增加交换机层数，提高网络防攻击能力。这种方式能够很大程度地提高网络安全，防止非法用户的接入。④密码系统采用动态刷新的方式，从而提高密码安全性，防止密码被破获。⑤在网络系统内容设立检测和警报系统，定期对网络潜在的漏洞进行检测，并及时监督，检查是否有非法入侵的痕迹等。⑥提高防火墙性能，减少防火墙漏洞，从而阻止非法用户的侵入。⑦定时对网络系统进行升级并及时检测，在发现系统漏洞时要进行补充。

2.3 设备环境

一个无线发射器的自然环境如果不好，那么后期再多的维护和保养，也无法大幅度的提高一个基站的使用寿命，更加不用说减少设备发生故障的几率，所以对一个基站来说，使用的环境一定是最为重要的，首先一定要保持周围环境的干净整洁，其次要避免一些潮湿的地区，尤其是一些酸碱度比较高的地区，这些设备一定要避免在以上地区出现，同时也一定要保障无线发射设备的供电稳定性，一定要有备用的电源，一旦发生断电的现象，就一定要及时供应;最后就是要和当地的维修站点和物业处理好关系，只有这样，后期人们才会第一时间的帮助抢修。

2.4 抗击非法外来网络链接，去除无线攻击的弊端

由无线网络的特性来讲，由于整个的开放度比较高，因此该状况会产生某些无法控制的要素。在开放网络的条件下，外界无线网络极易遭到其它数据信号的制约，甚至还有可能导致非法外来网络链接的状况产生。因此要求借助严密的加密解决方案针对相关网络体系实行保护，规避产生明显的网络瘫痪状况。在保护相关网络搭建的进程中，一般会对服务集标识实施禁用，抵抗外界网络的恶意攻击。为了提高相关网络系统的安全稳定性，一般还要设置介质访问控制，以确定的电脑使用客户名单来保障网络系统内部运行的运行平稳及安全性。

2.5 排除外部干扰因素的措施

对于车-地无线通信传输而言，其外部干扰因素的来源是车-地无线通信传输网络以外的干扰，所以，我国有关管理机构，应该在地铁网络的设计和建设上，建立更加严谨和健全的管理规定，对于地铁公共网络系统的使用，要进行统一的规划和设计，实现综合利用网络资源，平衡多网络之间的利益。众所周知，地铁通信系统通信信号频段的选择，具有更加开放的公开属性，不经过政府和相关部门的认证和授权，同样可以使用，所以大部分非商用网络和政府用网络，以及无线产品，对于此频段信号的发射和接收选择的较多，因此出现了地铁信号的传输干扰严重的情况。政府应该强化乘客的安全意识，对乘车行为进行更加规范的管理，对于在乘坐地鐵期间，使用手机无线网络、其他无线设备的行为，相关管理人员应该给予及时的警示和提醒，倡导大家互相监督，构建更加完整的监督体系，助推地铁更加高效、安全的运行。

3 结语

地铁通信网络的安全、稳定直接关系到地铁车辆的安全运行。在进行地铁调度和运行信号的传输过程中，必须保证信息的完整性和有效性，而且还要确保传输实时性和快速性。结合不同的干扰源类型进行综合防护，从系统软件、硬件两个层面进行防护工作，保证系统的稳定性。随着网络的复杂化，通过抗干扰技术升级，提高网络抗干扰性能，是维护地铁安全运行的关键所在。

参考文献：

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