摘要：本文深入探讨城市轨道交通CBTC信号系统中无线通信的抗干扰技术，文章首先分析了城市轨道交通无线通信面临的主要干扰源和干扰类型，然后重点研究抗干扰技术，采用2.4GHz频段适应性改良、采用5.8GHz频段和申请地铁信号车-地无线通信专用频段。5.8GHz频段因其高频特性、低干扰性和带宽优势，在CBTC无线通信中具有广阔的应用前景。同时，申请专用频段可以确保CBTC系统无线通信的稳定性和安全性。文章还对这些技术的实施策略、潜在挑战以及长期规划进行详细分析。通过这些研究，旨在为城市轨道交通CBTC信号系统中的无线通信提供更为可靠和高效的抗干扰解决方案。

关键词：城市轨道交通；CBTC信号系统；无线通信抗干扰技术

随着城市轨道交通的不断扩张与现代化，CBTC信号系统因其高效、灵活的特点而被广泛应用。在CBTC系统中，无线通信发挥着至关重要的作用，它承载着列车与控制中心之间的关键信息传输任务。然而，在城市环境中，无线通信面临着来自各种电磁源的干扰，这些干扰可能严重影响列车运行的安全与效率。因此，分析并优化CBTC信号系统中无线通信的抗干扰技术，对于提升城市轨道交通的整体性能具有重要意义。

一、城市轨道交通CBTC信号系统中的WLAN技术

WLAN技术在CBTC系统中主要被用于列车与地面设备之间的无线通信，通过部署在车站、轨道沿线的无线接入点（AP），列车能够实时上传自身状态信息，如下一站目标、运行速度、车门状态等，并从地面设备接收控制指令，如加速、减速、停车等。这种双向的实时通信保证了列车运行的安全性和准确性[1]。现代WLAN技术如802.11n和802.11ac能够提供数百兆甚至千兆的传输速率，这保证了列车与地面设备之间能够迅速交换大量数据。WLAN技术不需要铺设大量的物理线缆，减少了基础设施的复杂性，同时也方便了在既有线路上进行扩展和改造。相较于传统的有线通信方式，WLAN技术能够显著降低初期投资和运营成本。

二、城市轨道交通CBTC车-地无线通信抗干扰技术分析

CBTC系统是一种基于无线通信的列车控制系统，通过车-地之间的实时数据传输，实现对列车的精确控制。车-地无线通信系统是CBTC系统的核心组成部分，主要包括列车上的无线通信设备和地面设备之间的通信链路。这些设备在复杂的城市环境中，需要面对各种电磁干扰的挑战，确保通信的稳定性和可靠性。

城市轨道交通系统中，除CBTC系统外，还可能存在其他无线通信系统，如公共无线通信网络、其他交通管理系统等。这些系统可能会与CBTC系统的无线通信产生冲突，导致通信中断或数据错误。城市中高楼大厦、电线杆、电器设备等都会产生电磁辐射，对无线通信信号造成干扰。特别是在人口密集、建筑密集的城市中心区域，电磁环境尤为复杂，对CBTC车-地无线通信的影响更为显著。列车在运行过程中，其电气系统、机械设备等都会产生电磁干扰。这些干扰可能会干扰到车-地无线通信系统，影响通信质量。为了应对上述干扰源，CBTC车-地无线通信系统采用了多种抗干扰技术，通过采用高性能的天线，提高无线通信系统的接收灵敏度和抗干扰能力。例如，采用定向天线，减少对其他无线通信系统的干扰；采用多天线技术，提高通信系统的稳定性和可靠性。在通信过程中，采用纠错编码、扩频等技术，提高通信数据的抗干扰能力。这些技术可以在一定程度上抵抗电磁干扰和数据错误，确保通信的稳定性和准确性。通过合理的频率规划和管理，避免与其他无线通信系统的频率冲突。同时，通过动态调整通信频率，应对城市电磁环境的变化在特殊情况下，可以通过物理隔离的方式，减少干扰源对CBTC车-地无线通信的影响。例如，在列车上设置电磁屏蔽装置，减少列车运行产生的电磁干扰[2]。

三、城市轨道交通CBTC信号系统中的无线通信抗干扰技术对策

（一）采用2.4GHz频段适应性改良

1.应用DSSS直序扩频技术

DSSS直序扩频技术是一种扩频通信方式，它将信息数据的带宽扩展到几倍甚至几十倍，从而在相同的频带内提高了信号的抗干扰能力。在CBTC系统中，应用DSSS技术可以有效抵抗来自其他无线通信设备的干扰，保证列车与地面之间信息传输的稳定性和准确性。

2.采用窄带技术

在2.4GHz频段中，虽然频带宽度大，但如果我们能够将CBTC系统的无线通信限制在一个相对较窄的频带范围内，就可以减少与其他设备的干扰。窄带技术通过优化信号带宽和调制方式，能够在保证通信质量的同时，降低对其他频段设备的影响。

3.采用无线电台车-地通信子系统

无线电台车-地通信子系统是CBTC系统中的一个重要组成部分，它利用无线电台进行列车与地面之间的通信。与传统的无线通信方式相比，无线电台通信具有更强的抗干扰能力。通过优化无线电台的性能和布局，可以进一步提升CBTC系统无线通信的稳定性和可靠性。

（二）采用5.8GHz频段

选择5.8GHz频段理由，一是5.8GHz属于高频段，其信号传输受到空气吸收的影响较小，这意味着信号能够在较长的距离内保持较好的传输质量[3]。二是低干扰性，与常用的2.4GHz频段相比，5.8GHz频段受到的干扰源较少，如常见的Wi-Fi设备和微波炉等。三是带宽优势，5.8GHz频段提供更大的带宽，这对于高速数据传输和实时通信至关重要。

在实施的时候，确保所有用于城市轨道交通的无线通信设备均支持5.8GHz频段，包括列车上的接收器和地面上的发射器。在规划无线通信网络时，要充分利用5.8GHz频段的特性，合理布局发射器和接收器，确保信号覆盖全面且均匀。高频段的通信可能更容易受到物理攻击或恶意干扰，因此需要加强网络安全措施，如加密通信和入侵检测系统等。

（三）申请地铁信号车-地无线通信专用频段

随着无线通信技术的广泛应用，频谱资源日益紧张。申请专用频段可以确保CBTC系统不受其他无线通信的干扰。专用频段可以为CBTC系统提供稳定的通信环境，从而提高列车控制和数据传输的准确性和可靠性。专用频段可以加强对无线通信的安全管理，防止非法设备的接入和信息泄露。

首先需要对当地的无线电频谱资源进行调研，了解哪些频段是可用的，并评估其适用性。向相关政府部门和无线电管理机构提交申请，说明申请专用频段的必要性和紧迫性，并提供详细的频谱使用计划和预期效益。与其他可能使用相同频段的机构或企业进行沟通和协调，确保频谱资源的合理分配和共享。还应建立专门的频谱管理团队或委托第三方机构进行频谱管理，确保专用频段的高效利用和无线通信的安全可靠。随着无线通信技术的不断进步，需要定期对CBTC系统的无线通信设备进行更新和升级，以适应新的频段和通信需求。加强与国际轨道交通组织和无线通信研究机构的合作，共同研究和开发更先进的无线通信抗干扰技术。

结语

总而言之，随着城市轨道交通的快速发展，CBTC信号系统已成为保障列车安全、高效运行的关键技术。无线通信作为CBTC系统的核心组成部分，其抗干扰能力直接关系到整个系统的稳定性和可靠性。未来，随着技术的不断进步和创新，我们相信会有更多先进的抗干扰技术应用于城市轨道交通领域。这将为乘客提供更加安全、舒适的出行体验，同时推动城市轨道交通事业持续、健康发展。

参考文献

[1]林鹏程，陈志超.城市轨道交通CBTC信号系统中的无线通信抗干扰技术分析[J].集成电路应用，2023，40（12）：306-307.

[2]曹宁.基于相位扰动的无线通信信号抗干扰自动控制研究[J].甘肃科学学报，2022，34（04）：20-25.

[3]杨挺.城市轨道交通CBTC系统无线通信抗干扰技术的探析[J].通讯世界，2017，（07）：103.