GSM-R网络干扰类问题分析

莫远俊 中国铁路上海局集团有限公司电务处

目前，网络干扰已成为影响GSM-R网络质量的主要因素，它对话音质量、掉话、切换、接通等指标均有显著影响。它不仅影响网络的正常运行，严重影响客户感知，而且是 C3（CTCS-3）降级的主要原因之一，如何处理解决干扰类问题是无线网络优化的首要任务。

1 干扰类型

干扰类型可以分为同邻频干扰、互调干扰、阻塞干扰、杂散干扰、多径干扰。在GSM-R网络中最常见的干扰有同邻频干扰、互调干扰。本文主要研究了干扰在GSM-R网络中的类型及处置措施。

2 典型案例分析

2.1 沪杭高铁GSM-R邻频问题处理

车载CTCS-3列控信息的线路要求采用单网交织覆盖组网方式，基站间距一般在3 km左右，目前频率复用方式主要有6频组、7频组、8频组3种，同频基站距离18 km左右。在某些特殊区段，例如枢纽地区频率复用距离缩短，就需要通过优化避免产生同邻频干扰，主要控制干扰基站或受干扰基站覆盖避免重叠覆盖或参数优化解决。下面主要讲一种干扰基站非直接作用受干扰基站实例。

沪杭高铁某区段频率配置见表1，HNX-YH02基站BCCH频点1008和YH-HZD01基站TCH频点1007有邻频关系。

表1 沪杭线频率配置列表

从覆盖区域看HNX-YH02和YHHZD01没有覆盖重叠区，无法直接相互干扰，见图1。

图1 基站系统图

由于YuHang是车站基站，有雨棚遮挡，为了避免在车站停车时发生不必要的乒乓切换，YuHang向相邻的小区切换门限都设置的较大，这会导致YuHang向YH-HZD01切换位置延后。当列车占用YuHang向YH-HZD01运行时没有切YH-HZD01而是错切至HNX-YH02，分析C3接口监测数据切换前邻区YHHZD01和HNX-YH02电平都达到了-47 dBm，错切至HNX-YH02后服务小区电平陡降至-68 dBm，下行通信质量达到7，说明车载受到了HNX-YH02的假信号干扰，而这个假信号就是YH-HZD01基站TCH频点1 007被占用时信号泄露到频点1 008带内造成的。

此类邻频小区虽然没有覆盖重叠区，却依然造成了邻频干扰。

上述错切现象需要同时满足以下条件才会出现：①服务小区到目标小区的切换门限大于等于服务小区到错切小区切换门限；②服务小区到目标小区的切换位置足够接近目标小区使1 007频点信号泄露到1 008的电平接近-47 dBm；③服务小区向目标小区切换前1 007频点有被占用。因此当存在此类邻频关系时，我们需要注意避免上述条件的出现。

2.2 宁杭高铁下行干扰（互调）问题处理

宁杭线某区段总公司测试存在下行干扰，见图2。

图2 宁杭线总公司测试截图

现场排查发现一处移动GSM基站存在干扰，见图3。

图3 扫频截图（930-934MHz）

该处移动基站使用频点有6（936.2 MHz）、20 （939 MHz）、25 （940 MHz）、31（941.2 MHz），根据三阶互调算法，其互调频率落在930 MHz～934 MHz频段内。

将频点均调整至50号以上后问题解决，调整后扫频见图4：

图4 扫频复测截图（930-934MHz）

2.3 宁西线上行干扰（互调）问题处理

上海局管内宁西线使用华为基站设备。在话统指标日常监控分析过程中，发现宁西线ZiShudian基站干扰带分布存在异常，干扰带4～5级占比明显较高，见表2。

表2 宁西线ZiShudian基站干扰指标

指标“信道处于干扰带n的平均数目”可以通过华为M2000网管平台提取。该指标测量点如下：系统每隔5 s获取一次处于各干扰带的空闲信道（TCHF、TCHH 或 SDCCH）的数目，在测量周期末，用本周期各采样点数据的累加值除以采样次数，得到测量周期内的空闲信道（TCHF、TCHH或 SDCCH）处于干扰带各等级的平均数目。

干扰带异常站点位置示意见图5。

图5 ZiShudian基站位置示意图

干扰带是基站在信道空闲状态通过RF RESOURCE INDICATION消息（无线资源指示消息）向BSC上报的各信道上行干扰的电平等级，它实际上是基站无线信道在空闲状态下接收到的噪声电平值，反应了无线系统的上行干扰水平，共分为五个等级。宁西线ZiShuDian设置为：干扰带1为-110 dBm～-105 dBm;干扰带2为-105 dBm～-98 dBm;干扰带3为-98 dBm～-92 dBm;干扰带4为-92 dBm～-87 dBm;干扰带 5 为-87 dBm～-47 dBm。等级越高，表示干扰电平越高，一般来说，若出现空闲信道落入干扰带4、干扰带5的情况，就认为存在干扰。

ZiShuDian的“AS4207E:信道处于干扰带5的平均数目（TCHF）”较多，说明上行底噪长期高于-87 dBm。该站点为两载频配置，每一块载频对应不同的天馈系统支路。由于两块载频的干扰带均存在异常，问题应该存在共性的部分。初步判断无线环境干扰的几率较高。

现场进行扫频，发现上行频段885 MHz～889 MHz的低频部分全频段抬升至-90 dBm左右，见图6。

图 6 频谱（885MHz～889MHz）

调整扫频频率范围至870 MHz～889 MHz，发现 870 MHz～880 MHz频段存在-55 dBm左右的高强度信号F1和F2，见图7。

图 7 频谱（870MHz～889MHz）

图 7F1频率宽度大概为 2×1.25 MHz、中心频率大约在 871.9 MHz；F2 频率宽度大概为1.25 MHz、中心频率大约在878.6 MHz。根据三阶互调公式2×F2-F1计算，互调信号中心频率大约在885.3 MHz附近，正好处于底噪抬升区域。另外根据频率带宽判断，F1、F2应该为电信CDMA信号。

联系电信降低附近可疑基站发射功率后，现场测试上行频段底噪恢复正常，见图 8、图 9。

图8 （870MHz～889MHz）（临时降低可疑电信基站功率后）

图9 （885MHz～889MHz）（临时降低可疑电信基站功率后）

至此，可以确认ZhiShudian上行频段干扰为电信频段产生的互调信号导致。

确认该处干扰为电信的基站引入，联系电信进行处理。后电信在其基站侧加装滤波器后，话统指标监控干扰带恢复正常。

2.4 合福高铁下行干扰（阻塞）问题处理

合福高铁某区段总公司测试存在下行干扰，见图10。

从总公司测试截图发现在K995至K996区间HFN-CAJ02_BUA的电平值-65dBm左右，考虑增强该区段GSM-R覆盖提升C/I，进而改善下行通信质量，若抬升HFN-CAJ02_BUA往合肥方向的天线俯仰角，在 K998至 K999区段，HFNCAJ02_BUA的信号强度将强于HFNCAJ01，有风险造成异常切换，因此考虑抬升HFN-CAJ01往蚌埠方向的天线俯仰角。

图10 合福高铁总公司测试截图

调整HFN-CAJ01往蚌埠方向的天线俯仰角8°→4°后，总公司测试在K995至K996区段占用HFN-CAJ01，电平值为-47 dBm，下行通信质量改善明显，见图11。

图11 合福高铁动检测试截图

3 总结

3.1 干扰源的排查方法

在目前GSM-R系统中主要通过OMC话统、基站告警、添乘测试、C3降级数据等。在发现问题后应首先检查网络频率分布并排除基站和终端硬件故障，对GSM-R网络内部的设备进行检查（重点关注直放站、基站、终端），以排除自身网络设备造成的干扰。根据干扰现象，定位干扰源（内部或者外部）。

3.2 干扰优化措施

内部干扰，通过调整参数、天线倾角、方位角减小网络干扰是主要优化手段，调整的目的是使得各小区的实际服务区域与设计服务区域接近，减少越区覆盖现象。

外部干扰，如果受干扰的是GSM-R上行频段，则一般是CDMA系统干扰引起，如果受干扰的是GSM-R下行频段，则一般是移动GSM900系统干扰引起，可通过天线调整（避免天线正对）、安装滤波器、降低功率、更换频点解决。