GSM-R干扰分析和解决

鲍节尔

（上海铁路局上海通信段，上海 200070）

1 GSM-R系统中常见干扰分类

1.1 系统内干扰

1）同邻频干扰。由于GSM-R频段仅有4 M带宽可供使用，因此对于枢纽地区或多线并行交叉情况下，会导致两个使用同一或相邻频点的小区之间的复用距离减小，容易引起同邻频干扰，当C/I<12 dB或C/Ia<-6 dB时，干扰就不可避免。

2）互调干扰。指当有多个不同频率的信号加到非线性器件上时，非线性变换将产生一系列新的频率分量，其中一部分可能落到接收机通带内，成为对有用信号的干扰。新产生信号的频率分量满足公式（1）的频率关系，设输入的两个信号的频率为f1，f2（绝对频率）：

最常见是三阶、五阶互调分量，因为在各阶互调分量中，三阶、五阶互调产物的幅度较高。

以三阶互调为例，2f1-f2和2f2-f1的两种频谱分量距离本身信号最近，它们最有可能对系统产生干扰，频谱分布如图1所示。

3）直放站干扰。由于GSM-R信号在隧道内覆盖时，往往采用级联直放站进行覆盖，由于直放站是同频放大，而且直放站对信号的处理有一个时间，所以每段信号之间有一个时延，而当时延超过GSM-R系统所能分辨的时间窗时，就会导致同频干扰。

4）硬件故障。载频、天馈避雷器、天线等设备故障均可能产生干扰。

1.2 外部干扰

中国铁路GSM-R系统工作在885～889/930～934 MHz频段范围内，共4M带宽。该频段为铁路GSM-R系统与中国移动公网通信系统按地域共用，较易出现外部干扰。

1）强信号干扰：这种干扰是指合法的信号占用合法的频率，由于功率过强造成邻近频段接收设备阻塞。通过GSM-R系统的工作频段可以看出，由于中国电信800 MHz CDMA系统基站发射频段为870～880 MHz，铁路GSM-R系统基站接收频段为885～889 MHz，两系统之间只有5 MHz保护带，CDMA系统基站和直放站的发射可能对GSM-R系统基站和直放站的接收产生有害干扰。

2）固定频率干扰：这种干扰频率几乎不变，或小范围抖动，上下行都可能存在，其干扰信号呈现出稳定和频谱干净的特性，具有固定频率的干扰源工作于GSM-R移动通信频段。由于中国铁路GSM-R频段与中国移动900 MHz增补频段公用，所以中国移动900 MHz增补频段的信号源是主要干扰之一。

3）其他信号干扰：常见的有GSM射频直放站转发信号干扰、有线电视倍增器漏泄杂波干扰、微波及对讲机系统杂波干扰、非法人为干扰等。

2 GSM-R系统中干扰的判断

在GSM-R系统中，可通过以下途径判断是否存在干扰。

1）通过用户的实际感受进行判断

①在干扰区段经常会发现主被叫呼叫失败。

②通话过程中经常有断续、杂音和单通，甚至掉话等现象。

2）通过OMC的话统进行判断

①上行干扰将体现在干扰带话统中。若话统中出现4～5级，就要重点考虑是否有干扰存在。

②SDCCH、TCH指配失败次数多。

③掉话次数多或掉话率高。

④切换成功率低。

3）通过对GSM-R服务质量测试进行判断

①出现频繁的切换失败或救援性切换。

②出现高电平、低质量的区段。

4）使用信令分析仪跟踪Abis接口进行判断

Abis接口存在较高的误码率。

3 GSM-R系统干扰处理

3.1 网络建设前

1）进行GSM-R电磁环境评估测试。依照相关电信法规，使用测量接收机及频谱分析仪进行测试，记录铁路GSM-R频段内所有频点的使用情况，为网络规划提供依据。

2）网络规划准确、细致。根据电磁环境测试结果进行频点最佳分配，避开干扰频点，使干扰程度降到最低。避免出现内部同邻频现象。

3）使用性能优良的设备，尽可能减少系统内部干扰，特别注意直放站的选择。

3.2 网络建成后

1）使用GSM-R无线网络服务质量测试工具（例如CTS3000）进行网络状态评估。根据点对点语音呼叫测试中语音质量（Rx Quality值）以及列控数据业务测试中传输干扰率这两项指标来判断干扰情况。根据GPS位置信息定位干扰路段，利用测试工具并结合OMCR数据来分析干扰类型。

2）内部干扰的解决。对于同邻频干扰，调整天线、基站发射功率和系统参数；对于互调、直放站干扰，检查硬件故障，更换设备。

3）外部干扰的解决。关闭GSM-R基站情况下，对线路进行动态清频测试，对部分干扰较强路段进行静态测试，找出外部干扰源。确定干扰源后，可在当地无线电管理机构的协调下，与中国移动、中国电信等运营商协商解决干扰问题。若是非法干扰源可上报相关部门进行查处。

4 干扰查找案例

在对某线的服务质量评估过程中，发现部分区段存在高电平、低质量的情况，并且出现了掉话等现象（如图2所示圆圈内）。因此基本判断该区段存在外部干扰。

因此对该位置进行现场测试，首先根据服务质量测试过程中出现问题区段的经纬度，找到故障现场。在现场进行手机拨打测试，发现此处下行质量确实较差，如图3所示。

通过频谱分析仪连接定向天线测试，找到了疑是干扰源的位置：一幢10层居民楼顶的天线。

在楼顶该天线的正面和背面分别用手持频谱仪进行测试，发现该天线正面GSM-R全频段的强度在-50 dBm左右，如图4所示。而天线背面则降为-90 dBm左右，如图5所示（图中波形突起为GSM-R网络所用频点电平）。证明确实是该天线产生的干扰。

顺着该天线的馈线找到了所属设备的位置，为一个直放站远端机及干线放大器，从设备的铭牌看是移动公司的远端直放站，并且该设备是加电运行的。

在得到移动公司相关人员许可的条件下，关闭了该直放站的电源，然后用频谱仪又测试了该天线附近的场强，发现全频段干扰的现象已经基本消除。重新用GSM-R手机进行呼叫测试，下行质量恢复正常，如图6所示。从而证明该位置干扰确实是移动直放站引起，关闭该直放站后，该路段的下行质量差导致切换失败的问题得到解决。

5 结束语

GSM-R网络中不可避免存在各种干扰情况。通过网络建设前的电磁环境清频测试、网络建成后的网络优化等措施，并通过使用专用的测试工具（如CTS3000、频谱分析仪等）确定干扰种类及位置，不失为解决干扰的一种有效方法。