地鐵信號系統(tǒng)頻段選擇

現(xiàn)代社會是一個離不開無線電頻譜的社會。小到手機、門禁卡、GPS導航終端，大到高鐵地鐵、宇宙飛船、通信導航衛(wèi)星，無線電頻譜已全方位融入了我們的日常生活，融入了經濟建設和社會發(fā)展。然而，隨著無線電技術的快速發(fā)展和廣泛應用，電磁環(huán)境日益復雜，無線電干擾時有發(fā)生，比如此前備受關注的深圳地鐵信號系統(tǒng)受干擾導致停運的事件。

無線電干擾的產生大都與無線電頻譜的不當使用有關，因此要避免或消除無線電干擾就需要對無線電頻譜的使用進行管理。無線電頻譜具有頻率、時間、區(qū)域的三維特性。不同的無線電設備只有在相同的頻率、相同的時間、相同的區(qū)域使用無線電頻譜，才能形成無線電干擾。因此，只要使三維條件不同時成立，無線電干擾就不會形成。無線電頻譜管理的任務，就是要使處于同一區(qū)域、同時工作的設備不使用相同的頻率；使同一區(qū)域使用相同頻率的設備不同時工作；使相同頻率同時工作的設備不在相互影響的范圍內工作。

深圳地鐵信號系統(tǒng)之所以受到干擾，是因為它使用了2.4GHz不受保護的開放頻段。當其所工作的環(huán)境中有大量同頻率的設備同時工作，就容易產生干擾。怎樣避免地鐵信號系統(tǒng)受到干擾呢？讓所有乘客關閉隨身攜帶的2.4GHz無線設備嗎？這樣當然可以避免無線電干擾，但卻是讓所有乘客為設計者的錯誤買單。如果地鐵信號系統(tǒng)合理選擇工作頻段，這一問題原本是可以避免的。

地鐵信號系統(tǒng)選擇什么頻段可以避免干擾？簡單地說，只要選擇在地鐵運行的空間范圍內不使用的頻段即可。地鐵位于地下，許多在地面上使用的無線電設備在地下是無法使用的，如衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導航、航空通信、航空導航、氣象探測、預警雷達、射電天文設備等，它們發(fā)射的電波不可能穿透地層傳到地下，因此這些設備所使用的頻段在地下是空閑的。地鐵信號系統(tǒng)如果選擇使用這些頻段，在地下不會受到上述設備信號的干擾，也不會對上述設備造成干擾。

當然，地鐵信號系統(tǒng)的頻段選擇不僅要避開干擾，還要有足夠的帶寬容量、合適的電波傳播特性和元器件。考慮到相鄰頻段在電波傳播特性和元器件方面相差不大，而且地鐵信號系統(tǒng)需要的帶寬應該不超過83.5MHz，因此可以考慮在2.4GHz~2.4835GHz頻段附近尋找約80MHz帶寬的頻段。

緊鄰2.4GHz~2.4835GHz頻段的2.3GHz~2.4GHz頻段和2.5GHz~2.69GHz頻段，這兩個頻段我國已規(guī)劃用于新一代公眾移動通信系統(tǒng)。公眾移動通信系統(tǒng)在有人群的地方必須保障用戶通信，因此其信號必然要覆蓋地鐵車站和地鐵車廂。地鐵信號系統(tǒng)如使用這兩個頻段，一定會受到干擾。比2.3GHz~2.4GHz頻段更低的是2.2GHz~2.3GHz頻段。該頻段主要用于空間操作和衛(wèi)星地球探測業(yè)務，無線電信號從幾百或幾萬公里高空的衛(wèi)星上向地球發(fā)射，其設備必須設在地面上才能收到衛(wèi)星信號，在地下空間不會存在這個頻段的信號，也不會有工作于這個頻段的設備，因此可以考慮將該頻段用于地鐵信號系統(tǒng)。

另外，比2.5GHz~2.69GHz頻段更高的2.7GHz~2.9GHz頻段主要用于無線電導航和無線電定位業(yè)務，實際設備主要是航管雷達和氣象雷達。這些雷達也必須部署在地面上才能工作，在地下空間不會存在這個頻段的信號，因此2.7GHz~2.9GHz也可以考慮用于地鐵信號系統(tǒng)。而且，2.2GHz~2.3GHz和2.7GHz~2.9GHz兩個頻段的帶寬容量都比較大，完全可以滿足地鐵信號系統(tǒng)的帶寬需求。

當然，地鐵信號系統(tǒng)如果選擇2.4GHz以外的頻段，必須向無線電管理部門申請電臺執(zhí)照，經無線電管理部門批準后方可使用。