祝鵬飛

【摘 要】文章首先針對GSM-R系統(tǒng)的工作環(huán)境特征以及其在工作環(huán)境中可能面對的系統(tǒng)外部干擾源做出了必要的總結(jié)說明，而后進(jìn)一步指出在GSM-R系統(tǒng)中上行和下行的干擾主要危害，并且對常用的干擾排查方法和重要衡量要素做出了總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】G S M - R；干擾；形成；排除

【中圖分類號】TN91【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）02-0160-01

鐵路移動通訊系統(tǒng)（GSM-R ，Global System of Mobile communication for Railways）是目前我國鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)所統(tǒng)一采用的通信網(wǎng)絡(luò)載體，從根本上說，這種技術(shù)是全球移動通訊系統(tǒng)GSM在鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用。從技術(shù)本源的角度看GSM-R和GSM都采用了大致相同的工作機(jī)制，但其特殊的應(yīng)用環(huán)境和需求又決定了GSM-R系統(tǒng)很多只屬于其自身的特征。

一、GSM-R系統(tǒng)的工作環(huán)境以及其干擾特征

GSM-R系統(tǒng)所面臨的工作環(huán)境特殊，相對于GSM系統(tǒng)的分片覆蓋區(qū)域而言，GSM-R系統(tǒng)面臨的是鐵路工作系統(tǒng)中以鐵軌作為軸心的帶狀覆蓋區(qū)域，并且其橫跨地域較大，這樣的覆蓋區(qū)域特征導(dǎo)致其與其他網(wǎng)絡(luò)有著更多的相鄰邊界，更容易引發(fā)干擾現(xiàn)象。此外，GSM-R系統(tǒng)承載著鐵路工作環(huán)境中的調(diào)度職能，負(fù)責(zé)著列車與調(diào)度中心的信息傳輸，因此直接影響到鐵路系統(tǒng)的運(yùn)行安全，因此GSM-R系統(tǒng)在安全性和可靠性方面都更為注重，相應(yīng)對于干擾的形成和排除工作也比其他通信系統(tǒng)更為重視。

GSM-R系統(tǒng)的干擾來自于多個方面，就其干擾來源而言，可以大致分為系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)外部兩個方面。前者通常由于鐵路系統(tǒng)自身所面臨的特殊地理和自然環(huán)境，導(dǎo)致在GSM-R系統(tǒng)內(nèi)部形成覆蓋區(qū)域的相互重疊不合理，或者通信覆蓋強(qiáng)度與自然環(huán)境契合程度較弱從而造成多路徑傳輸干擾。此類干擾可以通過對多發(fā)故障或干擾告警進(jìn)行長期總結(jié)和數(shù)據(jù)分析，找出可能存在的潛伏問題，從系統(tǒng)優(yōu)化的角度出發(fā)進(jìn)行排除。而對于GSM-R系統(tǒng)而言，更為頻繁出現(xiàn)的干擾源則來自系統(tǒng)外部，這一方面是由于橫跨較大的地理范圍，另一方面也是GSM-R系統(tǒng)技術(shù)中難以規(guī)避的弱點(diǎn)所在。

從技術(shù)角度看，GSM-R系統(tǒng)與GSM系統(tǒng)使用同一類技術(shù)核心，因此直接為二者之間的相互干擾埋下隱患；而CDMA雖然與GSM-R系統(tǒng)采用了不同的技術(shù)核心，但是其擴(kuò)頻技術(shù)會使得其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在傳輸過程中被擴(kuò)展到一個更寬的頻帶中，而在信號接收端，CDMA系統(tǒng)支持在擴(kuò)頻過程中納入到系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)雜音過濾，但是GSM-R系統(tǒng)卻不能支持?jǐn)?shù)據(jù)過濾，因此CDMA也會為GSM-R系統(tǒng)帶來不能忽視的干擾。從占用頻帶角度看，GSM- R通信系統(tǒng)在我國使用上行885～889MH z以及下行930～934MHz頻段，而GSM系統(tǒng)在社會中采用的是上行890～915MHz，下行935-960MHz以及上行1710-1785MHz，下行1805-1880MHz兩個頻段，由此可見GSM-R系統(tǒng)的上行885～889MHz頻段和GSM系統(tǒng)的上行890～915MHz頻段，以及下行930～934MHz頻段和GSM系統(tǒng)的下行935-960MHz頻段之間緊鄰，控制不足十分容易形成干擾。此外，我國CDMA系統(tǒng)使用上行825-840MHz，下行870-885MHz頻段，與GSM-R系統(tǒng)頻段同樣緊鄰，在擴(kuò)頻過濾的過程中也會以無序干擾的形式存在于GSM-R系統(tǒng)中，對其通信產(chǎn)生影響。

二、GSM-R系統(tǒng)中干擾的危害以及排除

干擾對于GSM-R系統(tǒng)的危害相對明確，但還是需要有針對性地做出深一步的理解。

在GSM-R系統(tǒng)中，光網(wǎng)絡(luò)的傳輸質(zhì)量可以信任，因此通信干擾出現(xiàn)在無線接入部分，可以具體分為上行干擾和下行干擾兩個部分。其中上行干擾出現(xiàn)在移動臺向基站傳輸數(shù)據(jù)的過程中，因此上行干擾會影響到基站的工作狀態(tài)，進(jìn)而對整個數(shù)據(jù)傳輸過程有所影響。較為嚴(yán)重的上行干擾會提高GSM基站接收機(jī)基底噪電平，從而產(chǎn)生通信背景噪音，導(dǎo)致誤碼率的提高，甚至相關(guān)設(shè)備靈敏度的下降，最終形成通信終端問題的發(fā)生。相應(yīng)的，下行干擾發(fā)生在信號的下行段中，即發(fā)生在信號由基站向移動臺傳輸?shù)倪^程中，下行干擾通常不會產(chǎn)生很大范圍的影響，只是對于干擾環(huán)境附近的移動臺接收信號質(zhì)量有所影響。對于GSM-R系統(tǒng)而言，下行干擾的表現(xiàn)主要集中在BCCH（廣播控制信道，Broadcast Control Channel）以及TCH（業(yè)務(wù)信道，Traffic Channel）兩個方面。在BCCH方面，會影響到接通率降低、切換失敗機(jī)會增加等；而在TCH方面，干擾的狀況會隨著話務(wù)的增加呈現(xiàn)出正相關(guān)特征，主要表現(xiàn)為通信過程中噪聲的增加，通信質(zhì)量下降以及掉話率的提高。

針對于干擾對GSM-R系統(tǒng)所產(chǎn)生的惡劣影響，有必要進(jìn)行深入分析，對干擾進(jìn)行清查和排除，確保GSM-R系統(tǒng)工作正常。對于來源于GSM-R系統(tǒng)外部的干擾源查找，可以從如下幾個方面進(jìn)行處理。首先應(yīng)當(dāng)注重于共用頻段的干擾排查。信產(chǎn)部有明文規(guī)定，在鐵路線路上采用4.5m高測量天線，50%時(shí)間、幅度概率進(jìn)行測量，同頻干擾信號不應(yīng)大于-105 dBm，在直轄市、省會城市和計(jì)劃單列市的城區(qū)鐵路軌道兩側(cè)各2km，其他地區(qū)兩側(cè)6km處采用1.5m天線，50%時(shí)間、幅度概率進(jìn)行測量，雙方系統(tǒng)的基站下行控制和業(yè)務(wù)信道的信號電平應(yīng)低于-85dBm。具體操作的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)以此規(guī)則作為基準(zhǔn)，綜合使用GPS等工具沿鐵路線展開路測，重點(diǎn)掌握干擾信號的電平以及MNC、LAC以及BSIC等相關(guān)特征信息，確定干擾源基站位置，為進(jìn)一步網(wǎng)間協(xié)調(diào)奠定基礎(chǔ)。對于共用頻段干擾的核查是排查干擾的重要工作組成，因此還應(yīng)當(dāng)注意其他細(xì)節(jié)問題，尤其是目前由于鐵路交通逐步成熟發(fā)達(dá)，難以逐一進(jìn)行實(shí)地排查，因此更多的時(shí)候采取在列車上實(shí)時(shí)路測。這種做法雖然相對便捷，并且在GPS等工具的支持下精準(zhǔn)程度不斷提升，但是仍然會出現(xiàn)對于干擾信號的丟失現(xiàn)象，因此對于列車速度因素必須考慮到排查工作中來。此外，無線環(huán)境測試一般在夜間鐵路施工“天窗”點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行，而夜間GSM以及CDMA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流都相對較小，如果單純使用掃頻儀測試在用公網(wǎng)TCH 對GSM-R干擾難以獲取到良好效果，具體可以先進(jìn)行C/.I等相關(guān)指標(biāo)測試，進(jìn)一步將電信運(yùn)營SM卡加裝在干擾分析測試裝置上針對鐵路沿線運(yùn)營商主頻點(diǎn)以及語音信道頻點(diǎn)進(jìn)行測試，實(shí)現(xiàn)對于干擾源的排查目的。

三、結(jié)論

對于GSM-R干擾源的排查，除了社會上存在的運(yùn)營商干擾以外，其他非法干擾也必須加以重視，一旦發(fā)現(xiàn)干擾源，必須追查到底。對于需要多個單位進(jìn)行協(xié)調(diào)的干擾問題，應(yīng)當(dāng)提前準(zhǔn)備出預(yù)備方案，確保能夠在雙方進(jìn)行接觸的第一時(shí)間實(shí)現(xiàn)兩側(cè)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化協(xié)調(diào)處理，而對于非法干擾，必須予以追查取締，確保GSM-R系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 華為技術(shù)有限公司.GSM無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化[M].第1版.北京：人民郵電出版社， 2004

[2] 胡昌桂.GSM-R網(wǎng)絡(luò)的電磁環(huán)境測試方案[C].GSM-R移動通信機(jī)及無線電管理學(xué)術(shù)會議論文集.北京：中國鐵道學(xué)會， 2006