徐州站无线干扰案列分析与处理

梅　靖　上海铁路局上海通信段

铁路列车无线调度通信系统（简称无线列调）是重要的铁路行车通信设备，号称列车行车“三大件”之一，是铁路行车指挥系统重要组成部分。在保证列车正点运行、降低机车能耗、提高通过能力、通告险情、防止事故、救援抢险等各方面都具有重要的作用。无线列调系统担负着列车与地面的无线通信作用，其使用成员包括行车调度员、车站值班员、助理值班员、机车司机、运转车长等。其通信质量的好坏直接关系到铁路的运输效率和行车安全。

目前上海铁路局管内普速铁路普遍采用450MHz频段同频单工无线通信方式，上海铁路局徐州站地处于铁路京沪线、陇海线交汇的交通枢纽车站，客运流量大，铁路运输繁重，在铁路运输中发挥着重要作用。车站无线列调通信质量的好坏直接影响本站的运输秩序，影响行车安全。近期，徐州站出现外界干扰、直放站设备故障等问题，影响徐州站无线列调正常通信，直接影响铁路行车安全。因干扰发生时间不固定，排查处理时存在一定困难。为此，通过对徐州站干扰查找和直放站设备、车站无线电台设备进行排查方法进行总结，为类似问题处置提供参考。

1　普速铁路中存在常见的干扰种类

1.1　同频干扰

同频干扰指的是因无线电磁波所传输环境较为复杂，有用信号同其他不同信号的载频可能相同，由此引发该同频信号对接收机运行产生影响。

1.2　邻频干扰

邻频干扰指的是干扰信号载频类似于有用信号，造成其功率落入接收机接收有用信号的频谱频带内，对接收机产生影响。

铁路上邻频干扰与同频干扰问题主要出现枢纽地区和机务段所在地区、大型客运站、编组站等。这类区域由于用户较多，使用频繁，所以会产生同频干扰比较严重；而在同一区域内，存在多部门使用相邻频段的电台较多，距离又比较近，而且频率非常接近，便会产生邻频干扰。

2　徐州站无线干扰分析

2.1　问题描述

徐州站无线列调车站电台，在晚间20：00～22：00时间段内，车站与列车车机联控存在外界干扰，车站电台接收到干扰源为457.710MHz的单一噪声源，耳机中发出“吱……”的长时间噪声。影响车站与列车司机之间的正常通话。

2.2　干扰查找

在发生干扰时间段内，组织现场车间安排技术人员利用手持频谱仪（R&SFSH）和八木天线，分别在徐州站东、南、西、北方向各300m处和徐州站广场进行电磁环境测试，测得干扰源457.710MHz信号最强处为35dBu，地点在徐州站北方向300m处，如图1中地点4。

图1　徐州站附近地图

沿着强信号方向，通过继续往北面方向进行测试，发现图1中A点附近存在较强干扰信号，频率为457.710MHz，信号强度为40dBu。

通过现场检查发现：A点处为徐州CIR检修工区，工区5楼楼顶设有一台无线中继设备，是为了增强徐州站往徐州北站和徐州西站区间的无线场强覆盖，解决市区弯道复杂地形的无线通信困难的问题，如图2所示。通过对中继设备的检查测试，发现中继器在457.6875MHz至457.7125MHz范围的信号都通过中继器放大后转发。

图2　徐州站附近二次查找地图

经过深入分析，车站无线电台的收发频率为457.7MHz，干扰信号频率为457.710MHz，如图3所示，其中f1为车站无线电台工作频率，f2为干扰信号频率，因干扰信号频率非常接近车站电台的工作频率，干扰信号通过无线中继器放大后，使干扰信号增大，经车站电台接收后，导致干扰信号部分信号进入车站电台工作频率的带宽内，造成对车站电台的干扰。通过关闭无线中继器，再进行电磁环境测试，发现457.710MHz干扰信号消失。

图3　干扰信号

2.3　结论

由于无线中继器设备故障，造成底噪信号通过无线中继器放大后转发出去，因中继器内部发射机问题，导致无线中继器产生一个457.710MHz的干扰信号，且此干扰信号频率非常接近车站无线电台工作频率457.7MHz，导致干扰信号部分信号进入车站电台工作频率带宽内，影响车站电台的正常使用。

2.4　解决处理

因无线中继器为早期产品，目前市场上已停产，无法进行维修。若停用此中继器将会影响徐州站与徐州西、徐州北方向的场强覆盖。为了解决干扰问题以及后续设备维护问题，最终将无线中继器更换为无线光纤直放站加以解决。在车站无线电台侧增加一台光纤直放站近端机，在原无线中继器处安装一台光纤直放站远端机，近端机和远端机用光纤进行连接。光纤直放站设备硬件连接如图4所示。

图4　光纤直放站设备硬件连接示意图

3　光纤直放站系统说明

3.1　系统工作原理和连接拓扑

无线光纤直放站由耦合器、近端机、光传输部分、远端机、远端天线或漏缆等部分构成，具体参见图5。

图5　光纤直放站示意图

如图5所示，近端机与远端机之间是通过对光纤来实现整个通信过程的。

（1）正向（下行）信号传输过程为：通过耦合器（40dB/35dB/30dB）把车站台的信号耦合出很小一部分传到近端机射频口，然后通过环形器或双工器滤波把信号送到光端机（1550），通过光端机（1550）把正向射频信号转换为光信号由光纤传送到远端机；而远端机的光端机（1310）把光信号转换为射频信号输出，经由功放进行功率放大，通过环形器或双工器滤波再经天线或漏缆把正向信号覆盖到弱场区。

（2）反向（上行）信号传输过程为：机车或移动台的信号通过远端天线接收输入到远端机，经环形器或双工器滤波把反向信号通过低噪声放大器放大到-30dBm～0dBm，然后再把放大后的反向信号经过门限开关送到远端机的光端机（1310），通过光端机（1310）把反向射频信号转换为光信号由光纤传送到近端机；而近端机的光端机（1550）把光信号转换为射频信号输出,通过环形器或双工器滤波经耦合器传到车站台。

3.2　系统优点

光纤直放站系统从车站电台耦合微小射频信号，通过近端机进行电光转换，利用光纤传输至远端机，再通过远端机进行光电转换，通过射频功放放大后将信号转发出去，反之亦然。由于利用光纤进行信号传输，不受外界影响，覆盖更为灵活，可根据区间长短灵活设置。光纤直放站具有抗干扰强，信号传输稳定、设备维护简单等优点，非常适合铁路线型覆盖要求，是解决铁路沿线复杂山区、隧道、路堑、城市枢纽等地区场强补强的有效方法。

4　结束语

上海局既有普速铁路列车无线调度通信系统还是使用450MHz频段的模拟通信方式，在一些城市枢纽车站、大型站场、机车维修点，由于铁路部门使用用户多，类似同频干扰十分常见，加之路外非法使用无线电台情况，铁路无线干扰问题形势非常严峻。徐州站的无线干扰，是因无线中继器设备原因造成的干扰，与常见的外界同频、临频干扰不同，属于特殊案例，可为今后排查干扰提供新的思路。