无线系统频率规划与规范应用袁喜军

无线系统频率规划与规范应用袁喜军

袁喜军

中铁建电气化局集团南方工程有限公司湖北省武汉市430000

摘要：随着城市轨道交通线网规模的不断扩大,专用无线频点使用数量越来越多,如何结合城市轨道交通线网规划,合理申请和规划频率,已成为城市轨道交通建设的一个迫切问题。本文根据作者多年工作经验，对无线系统频率规划与规范应用进行了详细的分析探讨，并提出了一些作者自己的意见和看法，旨在为同行提供一些借鉴和参考。

关键词：无线系统；频率规划；规范；应用；

1、引言

对于高速运行的列车而言，用于列车运行控制和调度指挥的无线电通信系统是列车安全运行的重要保障。在国家实施“一带一路”和“中国制造2025”战略的大背景下，中国高铁技术要走出国门、走向世界，推动不同国家和地区铁路互联互通，并实现列车跨境运行，需要对未来铁路车地无线电通信系统和无线电频率做前瞻性考虑，积极开展未来铁路车地无线电通信技术的研究，推进无线电通信频率在全球或区域的协调统一。

中国高铁经过十多年快速发展，目前营业里程、在建规模居世界首位，技术发展水平也走在了世界前列。特别是无线电技术应用于高速列车运行控制和调度指挥，推动车对地、地对车信息传输技术不断升级，并形成了具有世界先进水平的列控技术和中国标准。此次由我国首次提出统一铁路无线电通信频率议题并获得世界无线电通信大会的确认，将更有利于增强我国在制定铁路无线电通信规则、统一世界铁路无线电频谱划分和无线电装备性能、技术标准中的话语权，进一步提升了我国在国际电信联盟中的影响力。

2、铁路无线通信系统优势分析 

铁路无线通信系统是保证类车运行安全的重要组成部分，它具有以下优势：语音清晰,抗干扰能力强；完善灵活的调度指挥；区间、陇道等弱场覆盖方案完善；具备紧急告警、安全防护功能；全阿录音,能够有据可查。

3、铁路无线电专用频率保护

进一步加强铁路无线电专用频率保护工作，并提出以下六项措施：一是进一步完善铁路系统频率台站数据资料，为做好铁路无线电管理打下扎实基础。二是抓好今年新设置无线电台站的许可后监督检查，促进铁路部门依法依规使用无线电台站。三是推进福建境内铁路基层生产单位（站、段）设立专兼职无线电联络员，提高铁路无线电管理效率。四是进一步加强对铁路沿线无线电台站的常规监测，及时发现干扰隐患并做好干扰排查。五是与江西省无线电管理机构加强沟通，共同研究巩固铁路无线电专用频率保护工作长效机制的有效措施，探索协同排查跨省干扰问题的有效途径。六是进一步加强对保护铁路无线电专用频率的宣传，营造更加浓厚的铁路无线电专用频率保护工作氛围。

4、GSM-R工作频段及频率分配和规划原则

4.1工作频率

采用900MHz工作频段，885MHz～889MHz（移动台发，基站收）、930MHz～934MHz（基站发，移动台收）。共4MHz频率带宽。双工收发频率间隔45MHz，相邻频道间隔为200kHz。按等间隔频道配置的方法，共有21个载频。频道序号从999～1019，扣除低端999和高端1019做为隔离保护，实际可用频道19个，频道序号为1000～1018。频道序号和频道标称中心频率的关系为：

fL(n)=890.000MHz+(n-1024)×0.200MHz

（移动台发，基站收）

fH(n)=fL(n)+45MHz

（基站发，移动台收）

n=999～1019

4.2频率分配原则

频道分配应考虑同频道干扰、邻频道干扰和互调干扰等因素，并使载干比满足以下要求：

同频道载干比：控制信道及列控业务信道C/I≥12dB，其他业务信道所在频率的C/I≥9dB。

邻频道载干比：C/I≥-6dB。

偏离载波400kHz时的干扰保护比：C/I≥-38dB。

4.3频率规划基本原则

良好的网络结构是一个良好频率计划的基础。在进行一定区域内的频率规划时，一般采用地理分片的方式进行，但需要在分片交界处预留一定频点（频率足够使用时）或进行频点划分。交界处的选择尽量避开热点地区或组网复杂区。

不管采用何种方式进行频率规划，一般需要遵循以下原则：

（1）同基站内不允许存在同频频点；

（2）同一小区内BCCH和TCH的频率间隔最好在400k以上；

（3）没有采用跳频时，同一小区的TCH间的频率间隔最好在400k以上；

（4）非1×3复用方式下，直接邻近的基站避免同频（即使其天线主瓣方向不同，旁瓣及背瓣的影响也会因天线及环境的原因而难以预测）；

（5）考虑到天线挂高和传播环境的复杂性，距离较近的基站应尽量避免同频相对。

5、无线系统频率规划与规范应用

当前，以物联网、移动互联网为代表的全球信息技术革命正在推动新一轮产业变革，无线技术逐步渗透到工业生产制造的各个领域和环节，呈现从信息采集到生产控制，从局部方案到全网方案的发展趋势。目前，无线技术主要用于信息的采集、非实时控制和工厂内部信息化等，Wi－Fi、Zigbee、2G／3G／LTE、面向工业过程自动化的无线网络WIA－PA、WirelessHART及ISA100．11a等技术已在工厂内得到部分使用。同时，无线技术正逐步向工业实时控制领域渗透，成为现有工业有线控制网络有力的补充或替代。为更好地促进我国工业互联网产业发展，建议从以下三方面着手尽快开展工业互联网无线技术频率规划的制定工作。

5.1优化短距离微功率设备频率规划

建议优化现有免许可频率使用。研究制定短距离微功率设备发射功率和共享标准，推进相关系统干扰消除技术的研发创新，增强系统抗干扰能力，提升免授权频谱内不同系统的共存能力。同时科学规划短距离微功率等免授权频率，进一步修订完善现有短距离微功率规范文件。

5.2推动远距离传输技术研究及频率规划

支持NB－IoT技术相关频段试验和业务试点。根据我国通信发展实际需要，积极推进协调821－824MHz／866－869MHz等频段开展NB－IoT试验工作。同时协调三大运营企业，建议电信运营商充分利用现有2G、3G、4G频谱资源进行重耕使用，满足未来工业互联网工厂外频谱资源需求。开展5G频段规划和试验。

5.3考虑划分专用频率用于工业互联网无线应用

未来工业网络规模将不断扩大、连接数将持续增加、数据吞吐率需求将继续提升。相应的，工业互联网中各类无线技术的频率需求也将随之增大。一些工业互联网应用场景下，对于无线通信的实时性、可靠性等要求非常高，为保障此类无线通信的用频安全，应该规划专用频率用于工业互联网的无线通信。

6、结束语

铁路无线通信系统的应用,合理规划频率,节约频率资源,提高频率利用率。可以很好的解决传输带宽问题、链路安全问题、综合无线网络管理问题，实现实用化的无线管理系统，是现代铁路信息采集和备份的优质解决方案。

参考文献：

1、涂书敏;;低频系统直接数字频率合成应用的频率规划[J];中国水运(下半月);2009年03期

2、王强;;美军海战场频率规划分析[J];舰船电子对抗;2007年06期

3、卢滢;;上海市轨道交通无线通信系统频率规划调整研究[J];上海建设科技;2011年01期

4、李平;戎蒙恬;薛义生;喻丹;刘涛;;基于复用分割技术的中继蜂窝网的频率规划(英文)[J];TransactionsofNanjingUniversityofAeronautics&Astronautics;2007年01期

5、金卫同;刘春茂;王晓攀;王国民;;复杂电磁环境下电台频率规划和布阵[J];兵工自动化;2010年11期