5.8G频段的CBTC车地无线通信子系统
CBTC数据通信子系统的无线干扰
CBTC数据通信子系统的无线干扰提纲：1. CBTC数据通信子系统的基本原理和工作流程2. CBTC数据通信子系统的无线干扰与现有无线技术的关系3. CBTC数据通信子系统的无线干扰的成因和特点4. 针对CBTC数据通信子系统的无线干扰的解决方案5. CBTC数据通信子系统的无线干扰案例分析一、CBTC数据通信子系统的基本原理和工作流程CBTC（Communication-Based Train Control）是基于数据通信技术的地铁列车自动驾驶系统，由列车设备、地面设备、通信系统和控制系统组成，其中通信系统是CBTC系统的重要组成部分。
CBTC数据通信子系统采用Wi-Fi、LTE等现有的无线通信技术，实现列车和地面设备之间的信息交换和数据传输。
CBTC数据通信子系统通过与列车设备之间的无线通信，实现列车位置、速度、状态等信息的传输，并提供控制指令。
地面设备接收并处理这些信息，并发送控制指令给列车。
这一过程为列车的自动控制提供了可靠的技术支持。
然而CBTC数据通信子系统在使用Wi-Fi、LTE等通信技术的同时，也面临着无线干扰的等问题，影响着其工作效果与安全性。
二、CBTC数据通信子系统的无线干扰与现有无线技术的关系CBTC数据通信子系统采用的是Wi-Fi、LTE等通信技术。
而这些通信技术本身也存在着一定的无线干扰问题。
因此，CBTC数据通信子系统的无线干扰与现有无线技术是密切相关的。
Wi-Fi技术的无线干扰：Wi-Fi技术采用的是2.4GHz和5GHz频率的无线信号，这些频率段的信号易受到建筑物、障碍物、天气等因素的影响，出现抖动、衰减等问题，从而导致Wi-Fi的数据传输速率降低，数据传输质量下降，该问题称为Wi-Fi的无线干扰。
LTE技术的无线干扰： LTE通信技术采用的是更高频率的无线信号，高频率的无线信号功率较低，穿透能力较差，同时也容易被建筑物、地下隧道等环境干扰，导致LTE信号覆盖范围减小、信号质量不稳定、数据传输速率降低等问题，称为LTE的无线干扰。
无线CBTC系统车地通信方案研究
2. 2 漏泄同轴电缆
泄漏同轴电缆LCX( Leaky Coaxial Cable) 是 在同轴电缆外导体上开有一定形状和间距的糟, 使电 磁场的能量集中在同轴电缆的内外导线之间, 部分 能量可以从同轴电缆中的槽孔泄漏到空间中, 并和 附近的移动电台天线耦合构成无线通道, 同轴电缆 外导体上开的槽可以有许多形状, 各种形状在传输 损耗和耦合损耗方面各不相同
3) 裂缝波导管
裂缝波导管的安装要求较高, 安装位置受到现 场制约, 其与列车车载天线的安装位置要求对应, 故 其安装精度要求也比较高. 裂缝波导管可以根据现 场条件安装在隧道底部钢轨旁( 适用于地下、地面、 高架或混合线路均可) , 或隧道侧墙( 仅适用于全地 下线路) , 或隧道顶部( 仅适用于全地下线路, 且三 轨 供电) . 另外, 对于波导管内部和表面的维护量较大, 要防止沙尘侵入和污物覆盖等.
目前能够采用无线电台进行车地双向通信的系统供货商有加拿大A LCAT EL 公司、法 国ASLTOM 公司、德国SIEMENS 公司和美国USSI 公司和BOMBARDIER 公司. 上海 地铁8 号线、北京地铁10 号线、广州地铁4、5 号线等项目均采用此方式.
2) 漏泄同轴电缆 泄漏同轴电缆上的开槽有着严格的尺寸要求,而且它的收发、中继设备比较复杂, 用它来 组成通信信道, 初期投入很高, 这是它的不足之处.
3 无线车地通信方案
1) 无线电台 根据IEEE802. 11 无线局域网的标准, 目前广 泛采用的是基于2. 4 GHz 的ISM 频带, 无线电台方 式传输的最大距离约为400 m, 由于所应用的城市 轨道交通线路多穿行于城市区域, 其弯道和坡道较 多, 增加了无线场强覆盖的难度, 为了保证场强覆盖 的完整性, 保证通信的质量和可靠性, 一般在地下线 路200 m 左右设置一套, 在地面和高架线路300 m 左右设置一套
CBTC信号系统车地无线通信方式分析
CBTC信号系统车地无线通信方式分析作者：马刚李齐超来源：《城市建设理论研究》2013年第34期摘要车地无线通信是地铁信号系统中车载设备与轨旁设备实现信息交换的一种重要方式。
本文介绍了地铁CBCT信号系统常用的三种车地无线通信方式，对它们的特点进行了分析比较，并提出了在工程应用中的建议。
关键词地铁信号系统车地无线通信中图分类号：{TN913.22} 文献标识码： A1 简介我国地铁建设虽然起步较晚，但近些年进入了飞速发展时期。
地铁信号系统是实现行车指挥、列车控制和安全间隔控制技术的总称，它直接关系到地铁的行车安全、运营效率和服务质量[1]。
信号系统应具有高可靠性和高可用性[2]。
当前，国内地铁新建线路普遍采用基于通信的列车自动控制CBTC系统（Communication Based Train Control）。
该系统区别于基于轨道电路的列车控制系统，而利用通信技术实现车地信息交换并实时传递列车定位信息，依靠车载信号设备、轨旁通信设备来实现列车、车站及控制中心之间的信息交换。
系统通过建立车地设备之间双向、连续、高速的通信，使列控信息和列车状态信息可以在车辆和轨旁设备之间进行实时可靠的传输，由此来确定列车的准确位置及前后列车间的相对距离，能够进一步缩小列车追踪间隔，提高运营效率。
移动闭塞ATC系统就车地双向信息交换方式而言，可分为基于交叉感应环线技术的移动闭塞系统和基于无线通信技术的移动闭塞系统。
其中基于无线通信技术的移动闭塞系统是当前信号系统供货商研究的重点，为了满足车地双向通信的需要，必须在线路沿线进行无线场强的覆盖，通常有以下三种传输方式可供选择，即无线电台、裂缝波导管和漏泄同轴电缆。
2 无线传输方式比较下面通过对上述三种无线传输方式进行分析，来比较各自的优缺点和工程适用范围。
2.1无线电台根据IEEE 802.11无线局域网的标准，目前广泛采用的是基于2.4GHz的ISM频带，无线电台方式传输的最大距离约为700米，由于地铁线路多穿行于城市区域，其弯道和坡道较多，增加了无线场强覆盖的难度，为了保证场强覆盖的完整性，保证通信的质量和可靠性，一般在地下线路300米左右设置一套接入点（AP）天线，在地面和高架线路250米左右设置一套。
CBTC无线通信子系统的设计与测试
CBTC无线通信子系统的设计与测试发布日期：2013-06-20 22:30CBTC无线通信子系统的设计与测试摘要：对CBTC无线通信子系统在隧道中的无线菲涅尔区和无线隧道损耗模型进行计算，提出了无线通信子系统AP设置的合理间距。
结合杭州地铁现场环境，对模拟系统进行测试，结果满足设计要求。
关键词：无线通信；子系统；设计；测试CBTC是基于通信的列车控制系统。
CBTC无线通信子系统（以下简称系统），实时传输控制命令和列车位置信息，是地铁运营安全、高效、可靠的保证。
系统由分布式系统、轨旁无线接入点AP、车载无线通信单元和无线传输媒介等四部分组成。
分布式系统，用来连接不同基本服务区（BSA）的通信信道，一般采用大容量、高速有线传输网。
轨旁无线接入点AP，是无线网络和有线网络的桥节点。
车载无线通信单元，安装在车头和车尾的车载设备机架内，是AP的通信客户端。
无线传输媒介，包括漏缆、波导管和空间波等。
列车在隧道区间运行时，地面AP机箱通过有线冗余网络将数据传至控制中心及各车站，实现车-地之间控制命令的上、下传递。
目前，国内外CBTC系统均采用2. 4 GHz频段，列车运行要求如下。
1 .传输带宽：列车高速移动时能满足系统传输速率需求, 于 1 Mb /s 。
2.丢包率：无线传输系统丢包率应不影响系统的有效性,3.传输延时：越区切换中断时间应满足不间断通信要求,最不利情况下传输带宽不小要求双网的丢包率为0. 01% 。
ATP允许的报文传输（更新）延时时间最大为0. 5 s。
1系统设计为确保隧道空间运行中的列车控制信息在任何地点、时间都能双向传输，系统设计时除了考虑无线协议、调制方式、切换机制和网络安全外，还必须进行合理的AP布点。
下面以杭州地铁1号线CBTC无线通信子系统AP布点为例进行介绍。
1. 1隧道中的菲涅耳区无线电波在发射机和接收机之间传播时，存在着一个对电波传播起主要作用的空间区域即传播主区，可用菲涅耳区来表示。
城市轨道交通CBTC中的无线通信系统
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铁道通信信号 2012 年第 48 卷第 4 期
议 （ IP） 连接应用程序。列车单元接收轨旁发送 的数据，对数据重新进行打包，提供给相应的车载 应用程序 （ Trainguard MT） 。 1. 3 技术特点
3 改进措施
1． AP 硬件整改。完善轨旁 AP 的固件； 对光 电缆接头实施防水、防辐射整改； 对网卡的 RF 连 接线增加铁氧体磁芯，增强抗外界干扰能力； 在无 线网卡上增加铜箔胶带，以减少接地电阻。
2． 优化无线网络。减少 AP 通道故障切换时 — 64 —
间； 解决 AP 由于配置不完全或不断等待新的配置 而导致的设备吊死情况； 防止 AP 与服务器连接中 断后尝试与 TU （ 车载） 建立连接，AP 将自动关 掉网卡； 解决其他底层硬件不正常工作的问题。
如果脉冲信号请求通过空气链路传送至所有列 车，车载单元将对这些请求进行分析及回应。这种 空中通信在某些情况下会干扰数据通信。为了避免 数据传输速率发生降级，在接入点的空中接口前使 用 AP 的 CPU 板过滤绑定模块的脉冲请求，禁止其 发送至无需使用的车载单元。
4 结束语
采用无线 技 术 双 向 传 输 车-地 通 信 是 轨 道 交 通 信号系统发展的方向。目前，基于无线通信技术的 列车控制系统已日趋完善，但是国产化的基于无线 通信的列车控制系统还不太成熟，在使用过程中还 存在一些问题，应进一步改进提高，以满足轨道交 通信号系统应用及发展的需要。
CBTC 是基于通信的列控系统。在 CBTC 中， 无线通信系统主要为列车控制提供列车 与地面设备的双向通信，实现移动自动 闭塞，以提高区间通过能力。因此目前 新开通的城市轨道交通线都采用 CBTC 列车控制系统。
5.8G频段的CBTC车地无线通信子系统
5.8G频段的CBTC车地无线通信子系统解决方案一、项目的开发背景众所周知，在2012年11月份深圳地铁信号多次受到便携式Wi-Fi的干扰造成地铁列车停止运行。
便携式Wi-Fi一般使用2.4Ghz这个频率，这个属于非注册频率，不需要申请，谁都可以用，可以说是最方便但是最不安全的。
而且，许多家用电子设备都使用2.4Ghz进行通讯，例如无线路由器、iPad、无线鼠标、无绳电话、蓝牙设备等，甚至微波炉也是使用这一频率。
基于无线通信的列车自动控制系统，即CBTC(Communication based Train Control)，也称移动闭塞信号系统。
该系统借助无线网络进行数据传输，也使用公用频段2.4Ghz。
这势必会造成信号系统频率的干扰，随着现在移动通信系统上网速度越来越快，采用便携式WIFI的设备也会越来越多，也势必造成更大的信号冲突。
因此，基于无线通信的列车自动控制系统采用新的频段也迫在眉睫、刻不容缓！二、地铁2.4G与5.8G通信系统的比较分析目前，在新建地铁信号系统的方案选择上，采用CBTC无线AP（无线接入点）接入方式的线路已越来越多。
采用AP接入，具有成本较低、通讯带宽高、可部分使用商用设备、安装调试方案灵活、施工时间短等优点。
现在我国在建或改造的的地铁线路中采用无线AP点接入就有北京地铁4号线，10号线，深圳地铁2号线等。
这些方案在无线频率的选择上又分为2.4G ISM频段和5.8G ISM频段。
我国开放这两个频段为ISM频段的时间还比较短，应用在大型工程上的案例还不多，尤其是5.8G频段更是较少。
1、地铁列车的拓扑模型地铁也是铁路运输的一种模式，它的运营组织和线路结构和大铁路相比虽然简单，但基本要素相同。
采用AP 无线覆盖时的结构如图1。
图1 为提高可靠性采用的对向双信道覆盖地铁列车运行时不断从一个小区（AP 的覆盖范围）进入到下一个小区。
这时，影响车地通信的可靠性的的因素，应从二个方面考虑：i. 小区内：因高速移动产生的多普勒频移；隧道壁反射无线电波引起的多径反射；地铁列车对信号的阻隔影响等。
再谈轨道交通2.4G和5.8G频段与Wi―Fi干扰问题
再谈轨道交通2.4G和5.8G频段与Wi―Fi干扰问题再谈轨道交通2.4G和5.8G频段与Wi―Fi干扰问题【摘要】在国内轨道交通行业，曾经出现过地铁列车被Wi-Fi逼停事件，之后媒体一片呼声，众说纷纭，有人认为地铁使用Wi-Fi免费频点是为了省钱，有人认为地铁设计者当初缺乏长远规划，没有使用需要付费的5.8G频段。
本文作者通过对2.4G和5.8G频段及Wi-Fi技术的根本概念分析，结合对国内管理部门公布的与这两个频段相关的政策性解读，清晰地论述了2.4G和5.8G频段与Wi-Fi使用频点之间的相互关系及发生干扰的机理，明确地表达了如果没有相关管理部门的统一规划，无论地铁车地通信系统使用 2.4G 或5.8G频段中的哪一个频段，无论免费与付费，都会发生Wi-Fi干扰地铁列车的情况。
针对这种情况，作者也依据自己在地铁行业从业多年的经验，给出了防止Wi-Fi干扰地铁列车车地通信系统的几点建议，对地铁规划设计和建设及既有线路的平安运营都具有一定的参考意义和价值。
【关键词】ISM频段；CBTC；MiFi；Wi-Fi干扰1.2.4G、5.8G频段频道分配的根本情况2.4G频段和5.8G频段均属于ISM频段范围，与Wi-Fi共处于一个频段范围内。
ISM频段是由ITU-R定义的。
此频段主要是开放给工业、科学、医学三个主要机构使用，简称ISM频段。
该频段属于免费使用，无需授权许可，只需要遵守一定的发射功率，并且不要对其它频段造成干扰即可。
ISM频段在各国的规定并不统一，表1归纳总结了与我国密切相关的ISM频段的信道分配情况及国家相关使用政策。
2.轨道交通行业使用2.4G和5.8G频段的情况众所周知，轨道交通行业内基于通信的列车控制系统和乘客信息显示系统的车-地之间通信，还有局部城市轨道交通的屏蔽门控制系统均使用了基于802.11b/g标准的无线局域网技术。
其实现车-地通信的方式是通过在地铁线路轨旁相隔一定距离重复建设无线AP来实施。
地铁CBTC信系统原理及分类
地铁C B T C信系统原理及分类公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]地铁CBTC信号系统原理及分类移动闭塞是基于通信技术的列车控制（简称CBTC—Communication Based Train Control）ATC系统，该系统不依靠轨道电路向列控车载设备传递信息，而是利用通信技术实现“车地通信”并实时地传递“列车定位”信息。
通过车载设备、轨旁通信设备实现列车与车站或控制中心之间的信息交换，完成速度控制。
系统通过建立车地之间连续、双向、高速的通信，使列车命令和状态可以在车辆和地面之间进行实时可靠的交换，并确定列车的准确位置及列车间的相对距离，保证列车的安全间隔。
移动闭塞技术是通过车载设备和轨旁设备不间断的双向通信来实现。
列车不间断向控制中心传输其标识、位置、方向和速度等信息，控制中心可以根据列车实时的速度和位置动态计算列车的最大制动距离。
列车的长度加上这一最大制动距离并在列车后方加上一定的防护距离，便组成了一个与列车同步移动的虚拟分区。
由于保证了列车前后的安全距离，两个相邻的移动闭塞分区就能以很小的间隔同时前进,这使列车能以较高的速度和较小的间隔运行，从而提高运营效率。
1.基于基于交叉感应环线技术2.基于无线电台通信技术3.基于漏泄电缆无线传输技术4.基于裂缝波导管无线传输技术1.基于基于交叉感应环线技术以敷设在钢轨间的交叉感应环线作为传输媒介的CBTC系统，在城市轨道交通中已经应用了较长时间。
交叉感应环线的缺点在于，安装在钢轨中间，安装困难且不方便工务部门对钢轨的日常维修，车－地通信的速率低。
但由于环线具有成熟的使用经验，使用寿命长以及投资少等优点，目前仍继续得到应用。
2.基于无线电台通信技术随着无线通信技术的发展，基于自由空间传输的无线传输技术的在CBTC系统中得到了应用。
无线的频点一般采用共用的2.4GHz或5.8GHz频段，采用接入点（AP）天线作为和列车进行通信的手段。
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5.8G频段的CBTC车地无线通信子系统解决方案一、项目的开发背景众所周知，在2012年11月份深圳地铁信号多次受到便携式Wi-Fi的干扰造成地铁列车停止运行。
便携式Wi-Fi一般使用2.4Ghz这个频率，这个属于非注册频率，不需要申请，谁都可以用，可以说是最方便但是最不安全的。
而且，许多家用电子设备都使用2.4Ghz进行通讯，例如无线路由器、iPad、无线鼠标、无绳电话、蓝牙设备等，甚至微波炉也是使用这一频率。
基于无线通信的列车自动控制系统，即CBTC(Communication based Train Control)，也称移动闭塞信号系统。
该系统借助无线网络进行数据传输，也使用公用频段2.4Ghz。
这势必会造成信号系统频率的干扰，随着现在移动通信系统上网速度越来越快，采用便携式WIFI的设备也会越来越多，也势必造成更大的信号冲突。
因此，基于无线通信的列车自动控制系统采用新的频段也迫在眉睫、刻不容缓！二、地铁2.4G与5.8G通信系统的比较分析目前，在新建地铁信号系统的方案选择上，采用CBTC无线AP（无线接入点）接入方式的线路已越来越多。
采用AP接入，具有成本较低、通讯带宽高、可部分使用商用设备、安装调试方案灵活、施工时间短等优点。
现在我国在建或改造的的地铁线路中采用无线AP点接入就有北京地铁4号线，10号线，深圳地铁2号线等。
这些方案在无线频率的选择上又分为2.4G ISM频段和5.8G ISM频段。
我国开放这两个频段为ISM频段的时间还比较短，应用在大型工程上的案例还不多，尤其是5.8G 频段更是较少。
1、地铁列车的拓扑模型地铁也是铁路运输的一种模式，它的运营组织和线路结构和大铁路相比虽然简单，但基本要素相同。
采用AP 无线覆盖时的结构如图1。
图1 为提高可靠性采用的对向双信道覆盖地铁列车运行时不断从一个小区（AP 的覆盖范围）进入到下一个小区。
这时，影响车地通信的可靠性的的因素，应从二个方面考虑：i. 小区内：因高速移动产生的多普勒频移；隧道壁反射无线电波引起的多径反射；地铁列车对信号的阻隔影响等。
ii. 穿越小区时：高速移动产生的多普勒频偏使AP 切换时检测不到临区；频繁的AP 位置登记和认证造成通信的暂时中断等。
从图1可以看出，同大铁路的GSM-R 相似，地铁AP 覆盖的拓扑模型是典型的一维链状小区，而不是商用无线系统常用的蜂窝状结构。
其模型如图2。
图2 通信系统的一维链状小区模型这样，在移动电台在穿越通信小区时的信道切换关系大为简化。
由于以地铁机车作为载体，电台的功率和尺寸比手持电台的限制小的多。
同时，地铁列车运行受闭塞和联锁系统的控制，小区容量也不是这个模型中要考虑的因素。
这样，小区的尺寸成为影响小区容量和切换频率的重要的因素，对地铁无线通信系统的性能影响很大。
2、地铁列车的移动模型：地铁列车具有运行线路、运行时间、运行计划都严格按时刻表运行、较少变化，其移动轨迹和移动时间都相对确定。
根据这些特点，可用两种模型来研究地铁列车的移动。
2.1 基于流体理论的移动模型在这种模型中，列车的移动是一种聚合运动，可用于描述列车的总体运动过程。
假设列车运行密度为p列/km，平均运行速率为v km/h，无线小区长度 L km ，行车间隔长度为d km，则在单位时间通过小区的列车数量N为： N=2*p*v=2*v/d 列/h （式1）这个公式是双线运行条件下的，而地铁是单线运行的，则公式变为: N= v/d列/h （式2）因为地铁列车在相同等级上的平均运行速度v相同，而列车运行时间间隔是在ATC系统控制下的固定时间t，则间隔距离d=v*t。
代入式（2）知，N=1/t （t的单位为小时）。
即单位时间内通过某个小区的列车数是固定的，并由行车间隔时间t（典型值1/20小时）决定。
则间隔距离d远大于AP小区几百米的范围，即同一时间一个小区内只有一辆列车在运行。
2.2 基于行为的列车移动模型。
这个模型主要用于描述单个移动台。
地铁列车运行是行车和停车两种模式的混合，且严格按照时刻表进行，因此列车的行为模式是计划行车。
在这种情况下列车在AP 小区内的停留时间可以由下面的公式决定。
T=1(/)n i i i i t l v =+∑ （式3）其中i t 表示列车在小区内第i 个车站的停车时间。
i l 在铁路实际约束条件下表示小区长度，i v 表示在i l 下的平均运行速度。
地铁列车的停站时间i t 和列车运行速度i v 都由运行计划决定，一般是固定的。
可知，列车在小区内的停留时间只与AP 的覆盖长度i l 有关，增大AP 的覆盖范围能同比例的降低穿越小区的频率。
由这两种模型可知i. 列车运行密度不是无线系统设计时需要考虑的问题ii. 增大无线小区的覆盖范围能大大提高无线系统的稳定性。
3、无线电物理特性的影响3.1 抗多普勒效应多普勒效应是指，因波源和接收者之间存在着相互运动，而造成的接收端收到的频率与波源发出的频率之间发生的变化。
对于无线电，有公式f=C+V/λ；其中f 是频率，C 是光的传播速度，V 是发射机和接收机之间相对移动速度。
推导得多普勒频移：f 频移＝ｖ*f ／C (式4)，从此公式知f 频移值取决于波长λ和相对运动速度Ｖ。
而2.4G波长为0.125米，5.8G波长为0.0517米；由式（4）得，在V一定的条件下，5.8G的频移至少是2.4G的一倍以上。
多普勒频移一定会带来信道畸变。
目前高频段上的调制多采用多载波的方式，受频移影响更大。
例如广泛采用的OFDM技术，当频移超出设备可以纠正的范围时，载波之间的正交特性会被破坏，信道性能快速恶化，表现为信道的通信速率严重降低，以至中断。
实际使用中，已广泛使用扩频技术提高信噪比，应用DSP编解码，格栅编码、软判决等先进技术，使信号在调制后能具有较强的抗多径干扰、抗频率选择性衰落和频率扩散能力，能适应多径和移动信道传播条件。
目前，在2.4G频段上，广泛使用802.11b和802.11g协议。
这是IEEE 制定的适用于较低移动速率条件下的通信标准；在高速率（如大于90km/h）的情况下，系统性能不佳。
而能完善支持5.8G的协议比较少，许多技术先进的公司在5.8G这个频段上都使用了自己开发的私有协议以提高系统性能。
某些公司的系统，已做到在120km/h的速度上仍能够获得10M以上的带宽。
3.2 菲涅耳效应的影响。
在2.4G和5.8G这两个频段上，因为频率很高，电磁波表现出很强的光波性。
所以在较远距离通信时，必须要求收发天线之间实现“视线无阻挡”。
其含义是：在收发天线之间连一条线，以这条线为轴心，以R为半径的一个类似于管道的区域内，没有障碍物的阻挡。
这个管道称为菲涅尔区(Fresnel Zone)。
菲涅尔区是一个椭球体，收发天线位于椭球的两个焦点上，图3中R 为第一菲涅尔半径，计算公式如下:AP图3：菲涅耳效应R=0.5(λD)0.5（式5）式中λ为波长，D为两天线的距离从式5可知，当频率固定时，菲涅尔半径随着传输距离的增加而增大。
例: 当D=300m，f=2.4GHz时λ=0.125m R=3.06mf＝5.8GHz时λ=0.0517m R=1.97m比较可知，当天线距离D一定时，频率越高，菲涅耳半径越小。
在理论上，更小的菲涅耳半径可以减小隧道壁反射带来的干扰，有利于在长直的地铁隧道中的信号传输，由于菲涅耳效应，列车成了信号在隧道中传输的阻碍物。
比如信号由迎着车头方向的定向天线发出，即使在车头车尾都有天线，也只有车头天线能收到信号，而车尾天线由于车体的阻挡，基本收不到信号。
只有采用轨旁双向冗余AP覆盖方案（如图1），才可以使车头车尾都接收到信号。
3.3 分集接收分集接收是指在多重接收的基础上，利用接收到的多个信号的适当组合或选择，来减小信号电平在门限电平以下的时间百分比，从而达到提高通信质量和接通率的技术。
目前地铁通信的2.4G和5.8G系统中，无论使用IEEE的802.XX协议，还是私有协议，为了提高移动条件下的通信性能，都支持天线的分集技术。
3.4传输距离和AP点覆盖范围电磁波在空间中传播会产生一定的损耗，也就是自由空间的路径损耗。
其公式为:LS(dBi)=32.45+20lg(fMHz)+20lg(dKm) （式6）式中f为工作频率；d为传输距离可见，自由空间基本传输损耗Ls仅与频率f和距离d有关。
当f 和d扩大一倍时，Ls均增加6dB。
国家无线电管理局规定，5.8G频段的EIRP（等效全向辐射功率)为≤2W 和≤33dBm，而2.4G频段EIRP在天线增益≥ 10dB时为≤ 500 mW 或≤ 27 dBm。
根据式6可推知，这两个频段在国家允许的范围内的传输距离基本一致。
而实际应用中系统的表现与所采用的信号调制方式和天线的性能有极大的关系，如QSPK调制一般就比64QAM调制方式能传输更远的距离，而设计优异的天线可以极大改善高速移动下的信道性能。
可见AP覆盖的范围与各方案具体运用的技术和所采用的设备性能有很大的关系。
结论目前，2.4G和5.8G地铁通信系统如果不考虑外界信号的干扰，仅因物理特性造成的性能差异并不大。
实际系统的性能差异是因为不同公司产品选择的技术方案和设备性能不同造成的；也就是说，系统的技术水平是选择方案要考虑的主要问题，而不是频率。
值得注意的是，一些公司在5.8G频段已研发出性能出色的私有协议，这些应用私有协议的地铁无线系统有着更好的性能表现。
未来承载地铁信号的无线车地通信系统可具有高达几十兆的带宽，容纳更多的功能子系统，极大丰富地铁列车所能提供的服务。
三、5.8G频段车地无线通信（TWC）解决方案3.1 5.8G 频段简介5.8GHz频段是一个比2.4GHZ频率更高、开放的ISM频段，最近几年开始进入产品研802.11a、FCC Part 15、ETSI EN 301 489、ETSI EN此技术，是有望代替2.4ghz无线技术的技术之一。
同时5.8GHZ也采用基于IP或基于电路的无线传输技术。
基于IP的技术信令协议简单，实现容易，开销低，频谱利用率高，业务种类多，接口简单统一，升级容易，特别适合于非连接的数据传输业务；基于电路的技术时延小，适合于进行传统的语音传送和基于连接的传输业务。
它的应用范围也很广，就频段而言5.8G的设备可以用于城市或者郊区，5.8G无线接入的业务提供者可以是传统的运营商也可以是大型的企事业单位；就系统要求的传输环境而言，5.8G无线接入系统在采用比较低的调制效率时对信噪比的要求比较低可以满足一定的非可视传输要求。
3.2车-地无线（TWC）网络结构主要用于实现车辆与地面系统之间的无线通信。
其主要特点是：(1)位于轨旁的无线接入点（AP）、耦合单元、裂缝波导管（或漏泄同轴电缆）、车载无线天线、车载无线电台等组成。