地铁CBTC系统无线环境要求.doc

地铁CBTC是基于WLAN(IEEE802.11b/g)的车地无线通信系统，面临环境空间无线干扰问题，干扰可以简单分为两种类型：Wi-Fi干扰和非Wi-Fi干扰，以下分别进行分析，为了简单化，我们仅分析基于IEEE802.11b/g标准的2.4GHz频段的CBTC设备干扰。一、Wi-Fi干扰Wi-Fi干扰是指工作于2.4GHz频段内的其它Wi-Fi设备产生的干扰，干扰的影响是占用空口带宽，降低业务流量，增加延时和丢包率，Wi-Fi干扰可以分为同频干扰和邻频干扰。802.11b/g占用带宽为25MHz，干扰设备的信道间隔小于25MHz可视为同频干扰，若使用1信道，那么1，2，3，4，5信道的干扰都算同频干扰，6信道是邻频干扰。在地铁CBTC无线环境中应该完全避免同频干扰，同频干扰的影响程度与干扰源的占空比有密切关系，根据理论分析和实际测试结果，如果占空比较高，较弱的同频干扰信号（-95dBm左右）就足以对工作信道造成严重干扰。邻频干扰可以等效为同频干扰来分析，IEEE802.11g标准的发射频谱模板（OFDM）如下：其中，fc信道的中心频率；dBr相对于sinx/x峰值的dB数（即相对于信号最大谱密度的的dB值）。1信道与6信道之间的信道间隔是25MHz，信道带宽是20MHz，那么邻道（6信道相对1信道即为邻道）的下边带在fc+15MHz处，如下图： 按照国家无委会的AP的最大发送功率为20dBm（EIRP），带宽为20MHz。即20dBm/20MHz。 对20MHz取以2为底的对数有： （2倍带宽对应3dB功率增加） 则20dBm-72=-52dBm，则20dBm/20MHz可换算为-52dBm/Hz 按照上图802.11g的频谱模板，我们可以知道邻道的中心频率点在，下边带在处。也即比衰减量在-20dBr到-28dBr之间（红点），我们取-24dBr。 那么邻道的杂散辐射强度为：-52dBm/Hz-24dBr=-76dBm/Hz。折合到20MHz带宽的信号强度为：-76+72=-4dBm/20MHz此计算方法不只是针对1信道和6信道之间的杂散，对于信道间隔为25MHz的所有邻道配置都适用，如6和11信道配置下的杂散辐射与此完全相同。理论杂散信号强度是按设备的最低要求计算的，根据实测情况一般设备都有10dB以上的裕量，邻道杂散信号强度可以按-15dBm来分析。按照H3C同频干扰的测试分析，-85dBm的带内杂散信号即会对流量产品明显影响。因此，对邻道干扰应保证70dB的隔离度。自由空间衰减的计算公式：PldB= 32.45+20lgf+20lgd其中，d 为以米计的距离，f 为以GHz 计的频率。若Pl=70,f2.412GHz，那么可得到： d=32米即仅靠空间衰减，采用邻道的WLAN设备间距离应不小于32米才能完全避免干扰。二、非Wi-Fi干扰非Wi-Fi干扰是指非802.11标准设备造成的干扰，由于Wi-Fi设备无法正确检测非Wi-Fi信号，无法实现正确的空口冲突避免，非Wi-Fi干扰会导致大量空口冲突，错包率和重传次数大量增加，从而导致流量下降。802.11g使用的2.4GHz的ISM频段，针对地铁环境，可能存在的同频干扰主要是蓝牙和2.4GHz无绳电话，由于蓝牙发射功率较小，理论分析和测试都可以确定没有明显的干扰，因此主要是严格控制2.4GHz无绳电话在地铁环境的使用。非同频就是系统间干扰，由于频段范围很宽，各标准或系统的杂散指标有较大差别，详细分析系统间干扰有一定困难。目前地铁环境的无线系统主要是GSM和CDMA，工作于900/800MHz频段，将来会有工作于2GHz左右的3G系统（包括WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000），由于与WLAN频率间隔相对较大，杂散干扰和互调干扰不是首先考虑的问题，新建线路的2G，3G系统基本采用漏缆覆盖方式，由于功率辐射较均匀阻塞干扰也可以不考虑。但是如果采用传统的天线覆盖方式，由于发射即功率通常比较大，在靠近天线的附近信号很强，如果轨旁AP安装在附近，会导致阻塞干扰。 对于3G系统，由于工作频段与WLAN采用的2.4GHz频段比较接近，杂散干扰也是需要考虑的，尤其是3G系统普遍灵敏度比WLAN高，更容易受WLAN干扰。系统间干扰的分析比较复杂，要针对具体情况来分析。从设备部署的原则考虑，尽量增加空间距离可以有效避免干扰，一般情况要求不同系统间天线距离不得小于10米。以下是设备和G网和CDMA网之间的情况，根据设备规范分析和实际测试WLAN与其它系统隔离度要求。表1：系统隔离度其它系统Other systems规范分析值（dB）Value from protocol analysis (dB)可接受值 (dB) Acceptable value (dB)GSM9008340DCS18008340CDMA2000Band 010540Band 110540Band 510540TD-SCDMA2010-2025MHz58401916.4-1920MHz98401880-1916.4MHz8340PHS（19001915MHz）7970WCDMA8240根据规范指标计算出与其他系统所需要的隔离度，以及根据对其它系统实际测试情况，其中规范分析值是允许接收机灵敏度下降小于0.1dB为基准。实际上，虽不同厂家基