关于CBTC系统无线通信抗干扰技术的研究
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。
关于地铁CBTC系统无线干扰问题的探讨
关于地铁CBTC系统无线干扰问题的探讨发布时间：2022-09-28T09:49:12.261Z 来源：《科技新时代》2022年9期作者：吴春生[导读] 无线信号干扰问题较为突出，不仅影响了CBTC系统通信质量稳定性，而且给地铁运行造成了安全隐患。
因此，探讨CBTC系统无线干扰问题的解决策略具有非常重要的意义。
（中国铁路通信信号上海工程局集团有限公司，上海200072，工程师专业：轨道交通信号）摘要：无线干扰问题是影响地铁CBTC系统运行的主要因素。
文章简单介绍了地铁CBTC系统无线干扰问题的表现，论述了问题原因，并对问题的解决策略进行了进一步探究，希望为地铁CBTC系统的稳定运行提供一些参考。
关键词：地铁；CBTC系统；无线干扰前言：当前，CBTC系统(Communication Based Train Control System)已成为世界主流地铁控制系统，可以实现车地双向连续无线数据传输，为地铁运行速率的提升提供支持。
但是，在CBTC系统运行过程中，无线信号干扰问题较为突出，不仅影响了CBTC系统通信质量稳定性，而且给地铁运行造成了安全隐患。
因此，探讨CBTC系统无线干扰问题的解决策略具有非常重要的意义。
1 地铁CBTC系统无线干扰问题表现1.1设备间无线干扰在同一信号覆盖区运行多辆地铁时，地铁CBTC系统必须与信号覆盖区域的无线接入点建立通信渠道。
因多地铁通信信道频率一致，极易造成上行链路中全部地铁车辆发送信号信道相互占用，信号之间相互重叠，引发接收端干扰，降低地铁车辆运行安全可靠性[1]。
1.2外部无线干扰无线通信终端接入依据是802.11系列协议，工作频段为2.4GHz~2.4835GHz，每一信道带宽均为22MHz。
若CBTC系统周边运行的无线局域网与系统使用频段重合，则会严重干扰CBTC系统网络，导致CBTC系统工作中断或时断时续。
2 地铁CBTC系统无线干扰问题原因无线电波是在开放空间内传播加载，一次无线通信包括发射机发射特定频率点播、接收机接收特定频率电波两个过程，根据频率差异可以区分有价值信号并接收。
城市轨道交通CBTC干扰处理方法研究报告
城市轨道交通CBTC干扰处理方法研究报告摘要：随着无线技术的迅猛发展，基于通信的列车控制技术CBTC已成为轨道交通信号系统的关键技术。
但是，由于列车控制信号的传输是基于自由空间无线信道为传输通道的，因此，如何在当前开放的无线环境下，保证无线CBTC 系统安全、有效和可靠地运行，是我们必须要面对和解决的问题。
本文对CBTC 系统的干扰源进行分析，并从频段选择、设备选用及运营维护等几方面分析，重点提出了一些解决CBTC无线干扰的思路和策略，本文是对当今城市轨道交通信号系统无线安全领域的一次探索，具有深刻现实的意义。
关键词：信号系统；CBTC；抗干扰1.CBTC的应用随着计算机技术（computer）、通信技术（communication）和控制技术（control）的飞跃发展，传统的以轨道电路作为信息载体的列车控制系统逐步以利用3C技术为基础的“基于通信的列车控制系统”——CBTC所取代。
CBTC比之于传统的基于轨道电路的列车控制系统，有两个基本特点：连续的、大容量的列车---轨旁双向数据通信技术。
不以轨道电路作为信息传输媒介，以应答器、计轴或其他形式能传送无线信号的装置作为降级的处理。
通信技术与控制技术的结合重新规划了城市轨道交通信号系统的结构与组成，为列车运行控制的未来发展开辟新的空间。
目前国内CBTC的无线通信系统使用的2.4GHz ( 2.4 GHz～ 2.4835 GHz) 工作频段是国家规定的公用频段。
此频段内，在限定发射功率指标下，无需申请批准就能使用，因此造成该频段应用业务和用户大量集中，潜在无线干扰普遍存在。
CBTC系统干扰源分析便携式Wi-Fi在信息高速发展的今天，利用移动终端随时随地实现无线上网（Wi-Fi）已逐渐成为人们生活中的必需品。
通信运营商推出便携Wi-Fi设备（3G便携式段利用便携Wi-Fi实现无线上网）Wi-Fi无线上网亦采用2.4GHz开放频段，一旦引入地铁很可能会对CBTC无线传输系统带来干扰，从而严重影响地铁运营的安全性。
城市轨道交通C B T C系统可用频率分析与无线干扰防护对策
- 93 -CHINA RAILWAY 2016/060 引言无线通信是基于通信的列车控制（CBTC）系统中各功能子系统信息交换的桥梁[1]。
一旦通信频段出现外来有害干扰，并且干扰时间超过车-地双向通信允许的最长时延，列车自动保护（ATP）系统将触发紧急制动，这将严重影响行车效率，甚至可能造成乘客人身伤害。
考虑到城市轨道交通列控无线通信系统（简称无线CBTC系统）的功能和承载的业务特征，在实际部署中除应避免系统内部的自干扰外，还必须预防系统外部的干扰。
系统内部的自干扰一般可通过无线覆盖区设计、网络优化等措施避免[2]。
而系统外部的干扰主要来自与其同频、邻频的其他无线电系统，干扰场景比较复杂，处理相对困难，潜在危害也最大。
城市轨道交通线路通常分为地下、地面和高架3部分。
地下部分由于地层的天然屏蔽，使得地上干扰信号很难进入，电磁环境相对干净。
地面和高架部分通常位于城市楼宇之间或郊区空旷地带，这些区域无线发射设备数量多，存在较大的受干扰风险。
无线CBTC系统的服役年限一般为15~20年，随着社会发展，各种新的无线电应用大量出现，而频谱资源是有限的，为提高频谱利用效率，多个系统共享频谱资源是发展的趋势，客观上也会造成无线CBTC系统所处电磁环境更加复杂。
2012年，深圳地铁蛇口线受便携移动Wi-Fi热点（MiFi）设备干扰之后，大量文献从MiFi干扰机制及应对策略、既有系统的抗干扰能力、未来系统的可用频率等方面进行了讨论。
在此，立足于我国（以下均指内地）无线电频率规划、分配现状，分析无线CBTC系统的同频和邻频频段的使用情况，以及将来可能出现的干扰问题，并给出干扰防护建议。
由于干扰的发生是信号功率、发射时间与传播距离等多条件综合作用的结果，因此认为某系统会产生对CBTC系统的干扰是指产生干扰的条件比较容易满足。
这里既考虑目前在用的无线CBTC系统，也兼顾未来可能在规划频段部署的系统。
由于文中多处引用我国无线电频率规划分配文件，为行文简洁，在不出现歧义的情况下，只标出发文机构的简称和文号。
对地铁信号系统无线通讯传输抗干扰技术方案的若干研究
对地铁信号系统无线通讯传输抗干扰技术方案的若干研究发布时间：2021-09-03T05:48:35.741Z 来源：《科学与技术》2021年第13期作者：陈文博[导读] 地铁信号系统也被称之为CBTC信号通讯系统，在CBTC系统下车和地之间陈文博天津轨道交通运营集团有限公司天津市 300000摘要：地铁信号系统也被称之为CBTC信号通讯系统，在CBTC系统下车和地之间的无线通讯子系统是相对独立的，随着是时代的发展，科学技术的应用信号独立组网逐步取代了CBTC的子系统，新的信号独立组网和之前的子系统大不相同，新的信号独立组网是将车载天线和车道旁无线AP结合使用，应用于地面之间的信号连接，车载天线、无线AP、车载路由器等是新的信号独立组网的重要组成部分。
本篇文章以地铁信号系统无线通讯传输抗干扰技术方案为框架，分别从系统概述、安全性需求、通讯传输干扰源、地铁信息系统无线通讯传输的抗措施这四个方面进行深入研究，希望能够有效地提升地铁运行过程中信息传输的安全性和高效性。
关键词：地铁；信号系统；无线通讯传输；抗干扰技术；相关措施引言：将有线网和无线网做对比，可以清晰地发现有线网无论是从应用技术还是从安全性能而言都是非常高的，所以在地铁信号系统的子系统中，在彻底无线网中数据的安全传输问题相对较为集中，因此，相关技术人员需要集中精力到无线部分的数据传输上，着力研究其数据传输的安全性，本篇文章也主要针对此类问题进行分析研究。
一、系统概述地铁信号系统也被称之为CBTC信号通讯系统，在CBTC系统下车和地之间的无线通讯子系统是相对独立的，随着是时代的发展，科学技术的应用信号独立组网逐步取代了CBTC的子系统，新的信号独立组网和之前的子系统大不相同，新的信号独立组网是将车载天线和车道旁无线AP结合使用，应用于地面之间的信号连接，车载天线、无线AP、车载路由器等是新的信号独立组网的重要组成部分。
在此需要注意的是通过光缆将无线服务器和放置于轨道旁边的无线AP连接在一起，这样的连接形式称之为地面有线网。
CBTC系统中WLAN干扰分析与优化研究
CBTC系统中WLAN干扰分析与优化研究CBTC系统中WLAN干扰分析与优化研究一、引言随着城市轨道交通的快速发展，CBTC（无线列车控制系统）作为一种先进的列车控制系统得到了广泛的应用。
CBTC系统通过使用无线通信技术，实现了列车与基础设施之间的全时、双向的信息传输，为实现高效、安全的列车运营提供了有力的支持。
然而，在现实应用中，CBTC系统往往会面临WLAN（无线局域网）干扰问题。
WLAN作为一种常见的无线通信技术，其频段也与CBTC系统所使用的通信频段有一定的重叠。
因此，合理分析和优化WLAN干扰对CBTC系统的影响，对于确保CBTC系统的可靠性和稳定性至关重要。
二、WLAN干扰对CBTC系统的影响1. 通信质量下降：WLAN干扰会使CBTC系统的通信质量下降，导致数据传输的可靠性降低。
这可能会导致列车运行信息的延迟或丢失，从而影响列车的运行安全和运行效率。
2. 信号干扰：WLAN干扰会导致CBTC系统中的信号干扰，干扰信号的接收和解码，甚至可能引发误解码，造成误操作或误判断。
3. 系统故障：由于WLAN干扰，CBTC系统可能会遭受系统故障，引发重要数据的丢失或损坏，甚至导致系统崩溃，造成服务中断。
三、CBTC系统中WLAN干扰分析1. 干扰源分析：首先，需要对CBTC系统中存在的WLAN干扰源进行分析。
包括查明WLAN信号源的类型、功率以及传输范围等关键信息。
可以通过频谱分析仪等设备来收集和分析干扰源的参数信息。
2. 干扰特性分析：对干扰源的特性进行深入分析，包括干扰信号的频率、幅度、持续时间等。
通过对干扰特性的分析，可以判断WLAN干扰对CBTC系统的影响程度，并为后续的优化措施提供参考。
3. CBTC系统性能测试：利用专业的测试设备对CBTC系统的性能进行测试，包括数据传输延迟、信号强度、信噪比等指标。
通过测试数据的收集和分析，可以进一步了解WLAN干扰对CBTC系统的影响，并辅助优化研究的进行。
地铁CBTC系统无线通信技术分析
地铁CBTC系统无线通信技术分析1．前言随着全国各大城市大力建设公共交通系统，具有大容量、高速率和高效率特点的地铁系统的建设也如火如荼的进行。
在整个地铁系统中，列车的自动控制系统无疑是其大脑和核心，目前地铁系统采用的是列车自动控制（ATC）设备，ATC通过车载设备、轨旁设备、车站和控制中心组成的控制系统完成对列车运行的控制；通过调节列车运行间隔和运行时分，实现列车运行的安全、高效和指挥管理有序。
ATC信号系统由ATP（列车自动防护）子系统、ATO（列车自动驾驶）子系统和ATS（列车自动监督）等三个子系统组成，主要分为固定闭塞制式、准移动闭塞制式和移动闭塞制式三种，其中固定闭塞制式已经无法满足当代地铁发展的需要,移动闭塞制式的应用规模越来越大。
移动闭塞制式信号系统主要是基于无线通信技术的列车控制系统（CBTC），CBTC系统集无线电通信技术和自动化控制技术于一体，利用高精度的列车定位（不依赖于轨道电路），双向连续、大容量的车-地数据通信和车载、地面安全功能处理器等实现的一种连续自动列车控制系统，利用轨间电缆、漏泄电缆和空间无线技术或者他们之间的结合组网来实现。
CBTC相比传统的铁路信号系统有着诸多优越性：以无线通信系统代替有线通信系统，减少电缆铺设、轨旁设备，降低维护成本。
可以实现车辆与控制中心的双向通信，大幅度提高了列车区间通过能力。
信息传输流量大、效率高、速度快，容易实现移动自动闭塞系统。
容易适应各种车型、不同车速、不同运量、不同牵引方式的列车，兼容性强。
可以将信息分类传输，集中发送和集中处理，提高调度中心工作效率。
便于既有线改造升级。
当前全球各城市轨道交通现状从单一线路建设逐步走向多线路并行建设，并初步形成线网轨道交通格局，具备了线网间联通联运的基础条件，同时国内的地铁系统对列车的发车间隔要求越来越短，对列车的精密调度和控制提出了很高的要求，加上通信、计算机、网络和列控技术的不断发展，尤其是无线通信技术的发展，使得基于无线通信的列车控制系统（CBTC）现得到迅速发展和普遍应用。
城市轨道交通CBTC系统无线通信抗干扰技术的探析
的 阐述 。
【 关键词 】 城市轨道交通 ； Ｃ Ｂ Ｔ Ｃ系统 ； 抗 干扰 技术 【 中图分类号 】 Ｔ Ｐ ２ ７ ３ 【 文献标识码 】 Ａ
２ Ｃ Ｂ Ｔ Ｃ系统 中的 Ｄ Ｃ Ｆ协议 的性 能 分析 以及 技术改进
搭 建起 Ｃ Ｂ Ｔ Ｃ 系 统 干 扰 场 景 ， 并 对 其 进 行 仿 真研 究 ．根 据 Ｃ Ｂ Ｔ Ｃ 系统 的 自身 特 点 。对 Ｏ Ｐ Ｎ Ｅ Ｔ仿 真 工 具 中的 各 个 模 块 进 在 ３ ｋ Ｈｚ ～ ３ ０ ０ Ｇ Ｈ ｚ频 段 中的 传 播 信 号被 称 为 是 无 线 电磁 行 构 建 与 改进 ， 在 两种 不 同环 境 下利 用 Ｄ Ｃ Ｆ算法 的 Ｃ Ｂ Ｔ Ｃ 系统 波 ，通 过 在 数 据 传 输 过 程 中 应 用 无 线 电磁 波 技 术 实现 了 通讯 进 行仿 真 。 通过仿 真结果显示 ． 同 以往 传 统 的 Ｃ Ｂ Ｔ Ｃ 系统 受 到 的 移 动 ．通 过 对 实 际传 播 环 境 实施 分 析 建 立 起 系统 的传 输 模 干扰 的 情 况相 比 较 ， Ｃ Ｂ Ｔ Ｃ的 抗 干扰 能 力得 到 了进一 步 的 增 强 。 型。 移 动 通 讯 系统通 过 采 用反 射 、 散 射 以及 衍射 等基 本机 制 对
一
随着 Ｃ Ｂ Ｔ Ｃ 系统 的 不 断发 展 与 创 新 ． 获得 了广 阔 的发 展 空 间 ，在 城 市 轨 道 交 通 信 号 系统 中得 到 了广 泛 的应 用 ， Ｃ Ｂ Ｔ Ｃ 系统 与 传 统 的轨 道 电路 相 比 较 ．其 能 够 在 数 据 传 输 过 程 中 实 现 车 地 双 向持 续通 信 。 具有 高精 准 定 位 以及 自动 化 控 制 的特 性． 提 高 了通过 区间 的 能 力 ． 能 够 对 不 同类 型 机 车 进 行 有 效 控 制． 充分体现 了 Ｃ Ｂ Ｔ Ｃ所 具 有 的 良好 兼 容性 ． 进 一 步 促 进 了城 市轨 道 交 通 的 发 展 。 不 断 建 立 起 信 息化 、 便 捷 化 的 城 市 交通 轨
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关于 ＣＢＴＣ 系统无线通信抗干扰技术的研究 邱 鹏等
包括对死区、干扰和使用模式等的 内的多输入 ／ 输出 ＭＩＭＯ 无线链路，
基于标签机制的动态频谱分配
了解。感知无线电的核心就是通过 设定，表示从第 ｋ 个发射天线至第 ｊ 算法类似图染色算法。然而它们之
频谱感知和系统的智能学习能力， 个接收天线之间在时刻 ｔ 的信道系 间的区别在于，图染色算法着重找
收机切换成跟踪模式。跟踪模式是 键功能就是频谱共享。频谱共享技
矩阵Ａ ＝｛an,m|an,m∈｛０，１｝｝Ｎ×Ｍ 频
在数据传输过程中连续地在非监视 术是感知无线电中非常重要并且非 谱分配矩阵，１个 Ａ 的实例代表了
状态下执行的。
常具有实用性的功能，其重点是动 对频谱的１次分配。而且规定分配
（２）预测模型。无线链路的状态 态频谱分配（Ｄ Ｓ Ａ ）， 这一功能包括 必须满足没有矩阵 Ｃ 中所定义的冲
统有线局域网的功能。Ｗ Ｌ Ａ Ｎ 的核 构内还包含两个
心结构如图 ２ 所示。
管理实体（Ｍ Ａ Ｃ
ＷＥＰ ＭＡＣ
ＭＡＣ Ｍｇｍｔ
ＤＳＳＳ
ＰＨＹ ＦＨ ＩＲ ＯＦＤＭ
Ｍ Ａ Ｃ 子层 Ｍ Ａ Ｃ 管理层
ＰＨＹ Ｍ Ｉ Ｂ 业务接口
ＰＬＣＰ 子层
Ｐ Ｍ Ｄ 子层
Ｐ Ｈ Ｙ 管理 业务接口
Ｐ Ｈ Ｙ 管理层
感知无线电。 ２．１．１ 重复累积码
由Ｄｉｖｓａｌａｒ，Ｊｉｎ和ＭｃＥｌｉｅｃｅ提
个 信 息 位 用 u（i i∈ ［ Ｎ ］ ）表 示 ，ｑ Ｎ 个 码 位 用 y i（ i∈ ［ ｑ Ｎ ］ ）表 示 ，中 间 位（ 它 们 是 重 复 码（ 外 码 ）的 输
ｐａｓｓｉｎｇ）算法实现译码，也可采用 类似串行 Ｔｕｒｂｏ 码译码器算法来实 现，即分别对累加器和重复码译码，
ＡＴＳ
轨旁网络装置
技术手段，提高 Ｃ Ｂ Ｔ Ｃ 系统的抗干 Ｄ Ｓ Ｓ Ｓ （ 直 接 序 列 扩 频 ）、
扰能力，保证其可靠、稳定运行十 分重要。
1 无线局域网
１．１ 结构 无线局域网（ＷＬＡＮ） 是计算机
Ｈ Ｒ ／ Ｄ Ｓ Ｓ Ｓ （高速直接序列
扩频）和 ＯＦＤＭ（正交分复
用），无线工作频段为 ＩＳＭ：
心是给出１个高效的公
Ｍ－１
Σ 找到分配矩阵 Ａ 满足A∈ｍ∧ａｘＮ ，ｍＭｉn<ｎN m＝ ０ an,m □
输入
平分配算法。根据上面对 bn,m
信息 频谱感知无线电的介绍，
最公平分配：即找到分配矩阵
频谱分配算法实质上可
Ｎ －１
Ｍ－１
Σ Σ Ａ
满足
ｍａｘ
入接收邻频道接收机通带内造成的 再经过随机交织，到累加器进行累
干扰。同频干扰示意如图 ３ 所示。 加，得到 ｑＮ 位输出，累加器可以看
2 解决方案的抗干扰技术
要提高 Ｃ Ｂ Ｔ Ｃ 系统的抗干扰能 力，必须在 ＣＢＴＣ 系统设计阶段和系 统运营阶段引入相关新技术。 ２ ． １ ＣＢＴＣ 系统设计阶段引入重 复累积码和感知无线电
定义为：预测链路未来行为必需的 感知用户之间的频谱共享，感知用 突。AN,M 是所有的可能分配的集合。
链路过去行为中最少的数据组。这里 户与授权用户之间的频谱共享，以
通过以上定义，可以方便地将希
考虑的是具有普遍性的窄带通信范畴 及不同网络之间的频谱共享。频谱 望的分配性能转化为数学表达式：
无线电环境
序为 π＝｛１，２，３，４， ２．１．２ 感知无线电
Ｃｅｌｌ Ａ 同频干扰带 Ｃｅｌｌ Ｂ
５，６｝，每个信息节点
感知无线电（ＣＲ）的概念起源于
与３个校验节点相连， １９９９年Ｊｏｓｅｐｈ Ｍｉｔｏｌｏ博士的奠基
每个校验节点对两个 性工作，其核心思想是 ＣＲ 具有学习
同频干扰带
同频干扰带
奇偶节点和１个信息 能力，能与周围环境交互信息，以感 节点进行校验（第１ 知和利用在该空间的可用频谱，限
关于 ＣＢＴＣ 系统无线通信抗干扰技术的研究 邱 鹏等
技术装备
言，来自其他 ＬＡＮ 中的用户传输会 干扰 ＣＳＭＡ／ＣＤ 的操作，而且，在 无线环境中，检测冲突是困难的，也 不能中止互相冲突的传输。
优越性能，可以 显著提高 Ｗ Ｌ Ａ Ｎ 的抗干扰能力。
（１）规则 ＲＡ
Ｎ 位输入信息
ｑＮ
u
重复 ｑ 次
无线通信的列车控制系统（ＣＢＴＣ） 层则提供了控制无线介质
车载 Ａ Ｔ Ｃ 定位
（图１）。而无论基于无线局域网还是 的 方 法 和 手 段 。Ｗ Ｌ Ａ Ｎ 的
专用无线网的通信，都存在同频或 物理层采用扩频工作方式， 数据通信部分
无线传输系统
邻频干扰的问题。为此，如何引入 包 括 Ｆ Ｈ Ｓ Ｓ （ 跳 频 扩 频 ）、
矩阵 Ｂ＝｛b ｝ n,m Ｎ×Ｍ 表示当节点 ｎ 使用信道 ｍ 时所能获得的最大吞吐
量，ＬＢ＝｛ln,m|bn,m｝Ｎ×Ｍ 表示每个节点 可以使用的每个信道的吞吐量。
矩阵 Ｃ＝｛cn,k,m|cn,k,m∈｛０，１｝｝Ｎ×Ｎ×Ｍ 是冲突矩阵，若 cn ＝ ,k,m １，则代表了 节点 ｎ 和节点 ｋ 不能同时使用信道
实现动态频谱分配（ＤＳＡ ）和频谱 共享。而感知无线电技术中的频谱 管理和频谱共享，对频谱的冲突进 行了有效地避免，提高了 Ｗ Ｌ Ａ Ｎ 的 抗干扰能力。图６为基本感知周期示 意图。
数，k＝１，２，．．．，ＮＴ，ｊ＝１，２，．．．，Ｎｒ 出给图上色的最小颜色数，而频谱
描述状态方程：
分配算法的目标是最优化整个网络
个校验节点除外），每 制和降低冲突的发生。ＣＲ 的学习能
Ｃｅｌｌ Ｃ
个奇偶节点与２个校 力是使它从概念走向实际应用的真
验节点相连（最后１ 正原因。有了足够的人工智能，它就
个奇偶节点除外）。 可能通过吸取过去的经验来对实际
图 3 同频干扰示意图
（２）规则 ＲＡ 码的 的情况进行实时响应，过去的经验
53 现代城市轨道交通 6 / 2009 MODERN URBAN TRANSIT
信号传输
输入信息
频谱决定
频谱空洞信息
信道容量 频谱分析
频谱感知
频谱空 洞信息
图 6 基本感知周期
共享的目的是对频谱的无
系统最大带宽：即找到分配矩阵
冲突使用。
Σ Σ Ａ 满足 ｍ ａ ｘ a Ｎ － １ Ｍ － １ A∈∧ Ｎ，Ｍ n＝ ０ m＝ ０ n ,m □
b n,m
频谱共享的算法核
最大化系统中最小带宽节点：即
物理层管理实体 Ｐ Ｌ Ｍ Ｅ）和管理信 息库（ Ｍ Ｉ Ｂ ） ，从而控制 Ｍ Ａ Ｃ 层和 Ｐ Ｈ Ｙ 层的工作状态。 １．２ ＭＡＣ 层干扰问题
无线局域网的 Ｍ Ａ Ｃ 层的载 波监听多路访问 ／ 冲突检测方法
0 引言
理层（ＰＨＹ），其中物理层分为 ＰＬＣＰ （Ｃ Ｓ Ｍ Ａ ／ Ｃ Ｄ ）协议问题，从理论上 （物理层收敛过程）子层和 ＰＭＤ（物 讲，Ｍ Ａ Ｃ 层的 Ｃ Ｓ Ｍ Ａ ／ Ｃ Ｄ 协议完
出了结构简单的规则 ＲＡ（ｒｅｐｅａｔ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅ）码的概念，即重复累积 码。Ｒ Ａ 码可以看成是特殊的串行
出 和 累 加器（内码）的输入）用 xi （i∈ ［ｑＮ ］）表示，xi 与 yi 的关系由
式 ２ 确定：
然后利用外信息迭代译码的方法。 （３） ＲＡ 码的系统设计与性能分
析。在理想交织器的条件下，ＲＡ 码
用 Ｔａｎｎｅｒ 图表示的规则 Ｒ Ａ
信息结点
校验结点
积偶结点
图 5 规则RA 码编码器 Tanner图表示
在 Ｃ Ｂ Ｔ Ｃ 系统设计阶段，Ｗ Ｌ Ａ Ｎ 码的结构（图 ５），对于信息长度为 译码算法。由 Ｔａｎｎｅｒ 图表示的规则
通信协议算法中引入重复累积码和 Ｎ ，重复数为 ｑ 的规则 Ｒ Ａ 码，Ｎ ＲＡ 码，可由信息传递（ｍ ｅ ｓ ｓ ａ ｇ ｅ
交织器
ｑＮ xBiblioteka 累加器图 4 规则 RA 码编码器结构
ｑＮ 位输出 y
同频干扰是指无用信号的载频 码编码器。 规则 ＲＡ 码的编码器结
与有用信号的载频相同，并对接收 构由重复码、交织器和累加器串行
同频有用信号的接收机造成的干扰。 级联而成（图 ４），图 ４ 中，Ｎ 位输
邻频干扰是指干扰台邻频道功率落 入数据重复 ｑ 次，得到 ｑＮ（信息），
（１）信道状态估计。半盲训练 径现象而产生的记忆（式３中求和的
矩阵 Ｌ＝｛ln,m|ln,m∈｛０，１｝｝Ｎ×Ｍ 表
是很好的信道状态估计方法。半盲 上限是模型阶数）。无线链路的测量 示了每个节点可以使用的信道情况。
训练不同于传统的差分检测和导频 传输的地方主要在于接收端的２种 操作模式。其一，监视训练模式。在 这种模式下，在１个接收机知道的 短训练序列（由２～４个字符组成）的 监视下，接收机获取信道状态估计 信息。短训练序列由发射机在发送
数据之前在有限的时间内发送出去。 和式４组成的状态—空间模型是线 ｍ，否则将会互相干扰导致数据无法
其二，跟踪模式。一旦接收机获得了 性的。
传输。显然，若在矩阵 Ｌ 中，节点 ｎ
可信赖的 ＣＳＩ 后，信道中传输训练
（３）频谱共享。在感知无线网 若根本无法使用信道 ｍ，那么 cn,k,m 也
序列就被换成实际数据了，这时接 络中，对于空闲频谱利用的一个关 应该为 １。
从图 ２ 可以看到，Ｗ Ｌ Ａ Ｎ 的工 层 管 理 实 体 注：Ｌ Ｌ Ｃ 即逻辑链路控制；Ｗ Ｅ Ｐ 即有线等效保密
作层有介质访问控制层（ＭＡＣ）和物 Ｍ Ｌ Ｍ Ｅ 和 Ｐ Ｈ Ｙ
图 2 WLAN 的核心结构
邱 鹏：南京恩瑞特实业有限公司轨道交通事业部，助理工程师，南京 ２１１１０６
52 MODERN URBAN TRANSIT 6 / 2009 现代城市轨道交通