阻塞干扰在GSM-R干扰测试中的实例

孙 亮

（北京全路通信信号研究设计院有限公司，北京 100073）

阻塞干扰在GSM-R干扰测试中的实例

孙 亮

（北京全路通信信号研究设计院有限公司，北京 100073）

简单介绍阻塞干扰在铁路GSM-R干扰测试中的具体现象，简要分析阻塞干扰的原理，初步提出解决的办法。

GSM-R；阻塞干扰；高铁

1 概述

GSM-R是专门为铁路通信设计的综合数字移动通信系统，作为保障铁路安全运输的专用通信系统，特别是作为承载CTCS-3级列控数据的车地传输通道，GSM-R所要求的高可靠性对无线网络规划与优化相对于公网有着更高的要求。目前，我国已经建设完成了武广、沪宁、沪杭、京沪、哈大等部署CTCS-3级列控系统的重点高速铁路的建设，还在进行沪昆、南广等客运专线的建设。在以上线路的建设过程中，GSM-R网络分别出现不同程度的覆盖和干扰问题，严重者造成GSM-R通信中断，直接影响铁路的正常运输组织秩序，而且，随着越来越多采用GSM-R系统线路的建设完成，GSM-R网络的电磁环境也越来越复杂，越来越多的干扰问题层出不穷。

2 GSM-R频段和干扰类型介绍

根据信部无函[2007]136号《关于铁道部和中国移动共用900 MHz移动通信网频率资源问题的函》和信部无函[2009]618号《关于中国移动通信集团公司使用蜂窝移动通信系统频率的批复》中的要求，频段885 MHz～889 MHz/930 MHz～934 MHz为铁路GSM-R系统的专用频段。

通过在高速铁路建设中测试的干扰，目前铁路GSM-R系统经常遇到的干扰主要有：同频干扰、临频干扰、互调干扰以及杂散干扰和阻塞干扰。

同频干扰一般有两种，外部网络的干扰和内部网络的干扰。外网的干扰有两种，一种是由于其他网络的频率配置不合理，擅自使用GSM-R系统专用频率作为网络的BCCH信道或者TCH信道的频点，持续给GSM-R网络的正常使用带来干扰；另外一种是由于网络设备老化或者损坏，造成设备在GSM-R频段上持续发射干扰信号。内部网络干扰主要是由于网络配置不合理造成的GSM-R网络内部频点配置错误，不同线路在临近的地方使用相同的频点互相干扰。临频干扰分为两大类：一类是来自GSM-R网内的，主要是由于频率规划不合理，相邻的两个频率距离太近，这个可以从GSM-R网络频率规划表中直接得出。一般情况下，在GSM-R网络中如果当前小区的BCCH载波频率或业务信道频率和当前小区的两层相邻小区所规划的BCCH载波频率或业务信道频率出现相邻的情况，则认为会产生邻频干扰。另一类是来自网外的，主要发生在边带网络，主要是GSM-R和中国移动、中国联通、中国电信在铁路沿线附近小区的BCCH载波频率后者TCH载频设置临近GSM-R网络的边带，两者可能会产生邻频干扰。互调干扰和杂散干扰经常产生于临近铁路的移动基站，由于基站的频点设置不合理或者物理器件损坏，则可能产生对GSM-R网络造成干扰的信号。阻塞干扰一般常发生在高速铁路旁的强信号的基站旁。本次主要对阻塞干扰进行介绍。

3 阻塞干扰的具体实例

以下是阻塞干扰在铁路干扰测试中的具体实例。

干扰源基站位于高速铁路旁，距离铁路50 m左右，当列车行驶到疑似干扰基站的覆盖范围后，正常的通信会中断，在中断通信后的一段时间内不能重新注册，严重影响行车安全。在产生该现象的行车范围进行干扰测试，测试频谱图如图1、2所示。

图1 GSM-R频段930 MHz～934 MHz的测试结果

在测试点周围的手机数据如表1所示。

图2 扩展频段后的测试结果

在图1中的两个标记为M1、M2信号信道号分别为M1：1001，M2：1006。通过查询手机数据为铁路GSM-R系统正在使用的BCCH信号。在铁路专用频段930 MHz～934 MHz范围内，没有其他的信号存在。将测试频段扩展为930 MHz～938 MHz后，测试频谱图如图2所示。图中有一个明显的大信号，标记为M3。M3的信号强度为-21.2 dBm，信道号为13，通过手机数据得知，是中国移动正在使用的TCH跳频信号。在现场进行手机拨打铁路号码测试时，手机无法正常注册到GSM-R网络。采用手机的强制锁定功能将信号注册到GSM-R网络，通过锁定测试点附近的两个铁路专用频段的BCCH信道，进行拨打测试，发现手机的通话质量均为0级，这说明不存在同频干扰影响铁路信号的正常使用，排除了同频干扰的可能。此时，怀疑是阻塞干扰造成这种现象。

4 原因分析

什么是阻塞干扰呢？阻塞干扰是指当强的干扰信号与有用信号同时加入接收机时，强干扰会使接收机链路的非线性器件饱和，产生非线性失真。只有有用信号，在信号过强时，也会产生振幅压缩现象，严重时会阻塞。产生阻塞的主要原因是器件的非线性，特别是引起互调、交调的多阶产物，同时接收机的动态范围受限也会引起阻塞干扰。

下面以两个电压矢量相加来看强干扰阻塞的情况。

设有用信号为：

干扰信号为：

当两个信号叠加在一起时，合成信号为：

经过三角变换并考虑到干扰信号比有用信号强的因素后，得到合成信号：

The paper introduces the concrete phenomena of block interference in GSM-R interference testing, analyzes the principles of the block interference, and puts forward solutions accordingly.

GSM-R network; block interference; high-speed railway

10.3969/j.issn.1673-4440.2015.03.010