随着相关技术的进步，城市轨道交通的速度不断提升，对于通信质量的要求也在不断提升。尤其是在通信日渐普及的今天，其价值不仅仅关系到乘客的乘坐体验，更加成为关乎轨道交通系统正常运行与有效调度的重要依据。在这样的背景之下，加强对于城市轨道交通体系中通信信号的干扰情况分析，找出其中的瓶颈问题并且加以优化，就成为当务之急。
一、城市轨道交通系统中的通信干扰成因
对于城市轨道交通系统来说，通信的质量在很大程度上依赖于城市轨道交通系统本身，或者说，城市轨道交通系统有着其自身不容忽视的物理特征，而这些特征成为影响其通信系统工作状态的重要因素之一。因此展开对于该领域通信干扰特征的分析，必然不能忽视掉该系统的诸多本质特征。
对于轨道交通体系来说，其行进路线呈现出跨越比较大地理区域的带状特征，这与应用在社区环境中的无线信号覆盖完全不同。另一个方面，不断提速的轨道交通，也给轨道交通通信系统提出了更高的要求，快速行驶中的交通工具，决定了在切换覆盖区域的时候，必须要更为快速才能保证通信质量和通信连续性等方面特征。任何一个方面特征的忽视，都会带来通信质量的下降，甚至于造成轨道交通运输风险的上升。
对于城市轨道交通体系中的干扰问题，总结而言包括内部和外部两个方面。其中内部干扰主要源于通信系统内部，而外部干扰则源于其他来源的因素。从内部而言，首先需要明确，城市轨道交通无线通信系统中包括多个组成部分，例如轨道交通的列车自动控制系统（CBTC，Communication Based Train Control System），以及同样服务于我国轨道交通线路网络中的移动WiFi通信网络，二者就会因为工作频率相近而存在相互之间的干扰。而内部干扰还不仅仅止于此。考虑到轨道交通本身覆盖范围的特殊性，其带状地理区域的分布，以及不得不面对的相对而言比较复杂的自然环境，都决定了通信信号在传输的过程中，会发生多次的反射，反射之后的信号会和通过其他路径传输的信号混杂在一起，从而形成通信系统内部的干扰，即多径干扰。这是系统内部最常见的干扰，也是对轨道交通通信系统影响最突出的干扰方式。
而对于源于轨道交通通信系统之外的干扰，则相对而言比较简单，但是想要有效排除却并不容易。当列车在隧道内运行时，信号会在隧道墙壁、列车表面上反射，电磁波各分量通过不同路径到达接收端的时间不同，造成干扰，也成为多径干扰。除此之外，在手持路由器盛行的时代，如果使用手持路由器的乘客很多，就容易造成同频干扰。社会上的一些非法电台，同样是造成干扰的一个重要来源。此类干扰在严重的情况下，甚至会造成行驶中的轨道交通工具紧急制动，影响线路的正常运行。
二、城市轨道交通通信系统中干扰的排除
在城市轨道交通通信系统中，干扰的来源多种多样，然而在对干扰进行防范的工作中，则需要挑选最主要的方面首先展开整顿，才能实现效用的最大化。具体而言，展开城市轨道交通无线通信系统干扰的排除与缩减，可以从如下几个方面着手：
1.波导管的应用
波导管是一种用来传输超高频电磁波的内壁光洁的空心金属管或内部镀金属的非金属导管，其内径尺寸与波导管所传输信号的波长有密切关系。依据波导管的适用环境和安装地点的差异，可以将其分为普通波导管和裂缝波导管两类，通常在地铁线路工作环境中，多选用裂缝波导管。裂缝波导管在城市地铁系统之中的应用，能够在带宽方面表现更好，传输损耗也会更小，能够在最大程度上减少电磁波在传输过程中损耗，实现对于通信效果的提升和信号的保护。
裂缝波导管的应用，在抗干扰方面的表现良好，尤其是在对于CBTC系统的支持方面可以实现保障。裂缝波导管在地铁环境之中依据设计要求敷设在地面钢轨之间或者在轨道一侧，确保车载天线与波导管保持垂直，有利于减少干扰的形成。除此以外，在一些同站台换乘车站等电磁干扰强的地段，也可以使用波导管技术来增强无线通信系统的抗干扰性能。
2.同频干扰的治理
同频干扰是城市轨道交通通信体系中的一个重要干扰形态，必须认真对待。如同之前讨论的关于CBTC系统以及移动WiFi通信网络二者一样，这二者通常都会在2.4GHz左右频段进行工作，因此所产生的相互之间的干扰不可避免。CBTC系统是轨道交通系统中车地通信体系的专用频段，理论上说，其他各类无线通信都应当避开这一频段，来保证其能够实现正常稳定的工作。但是开发新的频段展开工作需要额外的研究，相应的设备生产以及维护也需要另外单独对待，而提供该频段服务端的供应商数量必然相对较少，想要系统能够正常运行，对应的运行测试也必不可少，这些都是不能忽视的成本。如此诸多的问题，都决定了新频段的投入使用，不是一个简单的事件，深入的规划和大量的投入不可避免。而就目前的通信体系状况，引入这样的一个独立通信系统尚难以实现，另一个可行的方案，是在物理空间相对开放的同站台换乘车站，通过进行频点的区分来实现相互独立的通信，即在不同的线路上使用不同频点的制式设备进行工作，或者选用不同的通信方式，例如泄漏电缆、裂缝波导管等，来减少电磁波的外泄，从而实现对同频干扰的控制。
除此以外，其他技术同样可以考虑引入到对于同频干扰的治理过程中，例如扩频技术就是其中之一。在通信的过程中，信息传递占用带宽大多大于其所需要的最低限度，因此可以在信息发送端用扩频编码进行调制，对应的在信息接收端进行解调。此种工作方式可以为不同的通信系统分配不同的扩频编码，从而实现同频干扰的抵御。当前比较常见的两种扩频技术为跳频扩频（FHSS，Frequency-Hopping Spread Spectrum）和直序扩频（DSSS，Direct Se⁃quence Spread Spectrum）。其中前者可以让载波频率按照伪随机序列进行跳变，并且序列种类多样，从而实现不同通信系统之间的干扰避让。而后者则是利用香农定理发挥作用，即带宽越宽，信噪比越低，从而实现低信噪比的传输，从而达到对与PN码无关的干扰信号进行抑制的目标。
3.优化多径干扰
在轨道交通系统中，多径干扰同样无法避免，只能通过对系统不断优化来进行降低。除了不断优化信号覆盖以外，还需要引入正交分频复用技术（OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）来对多径干扰进行抑制。此种技术是一种多载波调制，其原理是将平时的信道分成若干个子信道，将平时高速串行的数据分成若干个并行的子数据，并让子数据在子信道上并行低速传输。该技术框架之下会使用前缀循环来实现保护间隔，只要保护间隔一直大于时延扩展，使子载波具有正交性，就可以避免干扰的产生，最终实现对于多径干扰问题的控制。
三、结论
轨道交通的不断提速，一方面给人们的生活带来极大的便利，一方面也给通信系统提出了新的要求。只有能够满足轨道交通运行需求的通信系统，才能够成为该交通体系的安全支持。实际工作中必须对干扰问题给予充分重视，唯有如此才能切实构建起安全稳定的轨道交通系统。
