地鐵信號(hào)系統(tǒng)頻段選擇

現(xiàn)代社會(huì)是一個(gè)離不開(kāi)無(wú)線電頻譜的社會(huì)。小到手機(jī)、門禁卡、GPS導(dǎo)航終端，大到高鐵地鐵、宇宙飛船、通信導(dǎo)航衛(wèi)星，無(wú)線電頻譜已全方位融入了我們的日常生活，融入了經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展。然而，隨著無(wú)線電技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，電磁環(huán)境日益復(fù)雜，無(wú)線電干擾時(shí)有發(fā)生，比如此前備受關(guān)注的深圳地鐵信號(hào)系統(tǒng)受干擾導(dǎo)致停運(yùn)的事件。

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

深圳地鐵信號(hào)系統(tǒng)之所以受到干擾，是因?yàn)樗褂昧?.4GHz不受保護(hù)的開(kāi)放頻段。當(dāng)其所工作的環(huán)境中有大量同頻率的設(shè)備同時(shí)工作，就容易產(chǎn)生干擾。怎樣避免地鐵信號(hào)系統(tǒng)受到干擾呢？讓所有乘客關(guān)閉隨身攜帶的2.4GHz無(wú)線設(shè)備嗎？這樣當(dāng)然可以避免無(wú)線電干擾，但卻是讓所有乘客為設(shè)計(jì)者的錯(cuò)誤買單。如果地鐵信號(hào)系統(tǒng)合理選擇工作頻段，這一問(wèn)題原本是可以避免的。

地鐵信號(hào)系統(tǒng)選擇什么頻段可以避免干擾？簡(jiǎn)單地說(shuō)，只要選擇在地鐵運(yùn)行的空間范圍內(nèi)不使用的頻段即可。地鐵位于地下，許多在地面上使用的無(wú)線電設(shè)備在地下是無(wú)法使用的，如衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導(dǎo)航、航空通信、航空導(dǎo)航、氣象探測(cè)、預(yù)警雷達(dá)、射電天文設(shè)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(shè)備所使用的頻段在地下是空閑的。地鐵信號(hào)系統(tǒng)如果選擇使用這些頻段，在地下不會(huì)受到上述設(shè)備信號(hào)的干擾，也不會(huì)對(duì)上述設(shè)備造成干擾。

當(dāng)然，地鐵信號(hào)系統(tǒng)的頻段選擇不僅要避開(kāi)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(hào)系統(tǒng)需要的帶寬應(yīng)該不超過(guò)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(gè)頻段我國(guó)已規(guī)劃用于新一代公眾移動(dòng)通信系統(tǒng)。公眾移動(dòng)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(hào)必然要覆蓋地鐵車站和地鐵車廂。地鐵信號(hào)系統(tǒng)如使用這兩個(gè)頻段，一定會(huì)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(cè)業(yè)務(wù)，無(wú)線電信號(hào)從幾百或幾萬(wàn)公里高空的衛(wèi)星上向地球發(fā)射，其設(shè)備必須設(shè)在地面上才能收到衛(wèi)星信號(hào)，在地下空間不會(huì)存在這個(gè)頻段的信號(hào)，也不會(huì)有工作于這個(gè)頻段的設(shè)備，因此可以考慮將該頻段用于地鐵信號(hào)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(wú)線電導(dǎo)航和無(wú)線電定位業(yè)務(wù)，實(shí)際設(shè)備主要是航管雷達(dá)和氣象雷達(dá)。這些雷達(dá)也必須部署在地面上才能工作，在地下空間不會(huì)存在這個(gè)頻段的信號(hào)，因此2.7GHz~2.9GHz也可以考慮用于地鐵信號(hào)系統(tǒng)。而且，2.2GHz~2.3GHz和2.7GHz~2.9GHz兩個(gè)頻段的帶寬容量都比較大，完全可以滿足地鐵信號(hào)系統(tǒng)的帶寬需求。

當(dāng)然，地鐵信號(hào)系統(tǒng)如果選擇2.4GHz以外的頻段，必須向無(wú)線電管理部門申請(qǐng)電臺(tái)執(zhí)照，經(jīng)無(wú)線電管理部門批準(zhǔn)后方可使用。