尹鏑

【摘要】 中國高鐵以其安全可靠、快捷舒適的優(yōu)勢走向世界，作為高鐵的安全保障，以GSM—R為代表的鐵路無線通信技術(shù)得到迅猛發(fā)展，它是一個集高科技、高穩(wěn)定、多系統(tǒng)聯(lián)動的通信系統(tǒng)，實施著高鐵調(diào)度指揮、列車運行控制等關(guān)鍵核心任務(wù)，具有信息傳輸穩(wěn)定、暢通、安全可靠的性能特點。

【關(guān)鍵詞】 GSM-R TA值 載干比C/I 多徑干擾 時間色散 基站 直放站

一、引言

GSM—R系統(tǒng)開通分為：前期的電磁環(huán)境測試、低速網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、高速網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、拉通試驗等四個階段，每個階段的工作，都是為了消除GSM-R系統(tǒng)內(nèi)外的各類干擾，維護(hù)GSM-R網(wǎng)絡(luò)電磁環(huán)境的清潔，確保網(wǎng)絡(luò)暢通。

對于網(wǎng)外的干擾，排查后通過當(dāng)?shù)責(zé)o線電管理委員會，協(xié)調(diào)電信、移動等運營商，對鐵路周邊范圍內(nèi)的公網(wǎng)基站、直放站加裝濾波器，或調(diào)整發(fā)射功率、頻率等方案，從源頭上預(yù)防干擾的發(fā)生；而對于GSM—R網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的干擾，則要不斷進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，通過（1）調(diào)整天線方位角、俯仰角；（2）降低基站/直放站發(fā)射功率；（3）使用DCS分布式基站；（4）調(diào)整基站頻率，等辦法來消除網(wǎng)內(nèi)干擾。

本文就GSM—R網(wǎng)內(nèi)的干擾信號的產(chǎn)生條件及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、解決方案的的問題進(jìn)行論述。

二、干擾的類型

干擾信號主要分為：同頻干擾、鄰頻干擾、交調(diào)干擾。

同頻干擾…：是指無用信號與有用信號的載頻相同，并對接收同頻有用信號的接收機造成的干擾。GSM05.05規(guī)范對同頻干擾保護(hù)比要求：C/I…≥9…dB，工程中一般加3dB余量，即C/I>12dB。

鄰頻干擾：是指相鄰信道信號對本接收機通道內(nèi)信號造成的干擾。當(dāng)鄰頻干擾的載干比C/Ia小于規(guī)定值時，是不會影響到通話質(zhì)量的。

交調(diào)干擾：當(dāng)兩個以上不同頻率信號作用于一非線性電路時，將互相調(diào)制，產(chǎn)生新頻率信號輸出，當(dāng)該頻率正好落在接收機信道帶寬內(nèi)時，則構(gòu)成對該接收機的干擾。

三、多徑干擾產(chǎn)生的原因及條件

多徑干擾是同頻干擾的一種，是GSM系統(tǒng)中常見的一種干擾，無線電波在傳播過程中受建筑物、地形、地貌等影響，會發(fā)生反射、繞射、散射等現(xiàn)象，導(dǎo)致多條不同路徑電磁波到達(dá)接收端后，會產(chǎn)生不等的能量衰減、相位偏移、延時等，所產(chǎn)生的多普勒頻移現(xiàn)象引起頻率隨機調(diào)制，從而產(chǎn)生碼間干擾，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)的列控信號失真或錯誤。

談到多徑干擾，必然涉及時間色散、TA值和載干比的概念。

時間色散又叫時延，在GSM系統(tǒng)中，比特速率為270kbit/s，則每1比特時間為3.7us。如果反射點在移動臺之后1km，那么反射信號的傳輸路徑將比直射信號長2km。那么就會在有用信號中混入另一個延時2比特的信號，碼間相互干擾，這就是時間色散，時間色散問題雖然棘手，但GSM系統(tǒng)中運用了自適應(yīng)均衡技術(shù)，這一問題得以緩解。

GSM規(guī)范要求均衡器應(yīng)能夠處理時延高達(dá)15us左右的反射信號，15us約對應(yīng)4比特，因此反射信號的時延不超過15us就可以得到很好的信號質(zhì)量。

什么是TA值？在GSM-R系統(tǒng)通信過程中，移動臺在呼叫期間向遠(yuǎn)離基站的方向移動，則從基站發(fā)出的信號將越來越遲的到達(dá)移動臺；與此同時，移動臺的應(yīng)答信息也會延遲到達(dá)基站，而時延過長會導(dǎo)致基站收到的本時隙信號與基站下一個時隙信息相互重疊而引起干擾，因此，引入了時間提前量（TA值）的概念。

TA值是判斷信息時延的一項指標(biāo)，1個TA代表1個bit時長，知道了不同信號源（基站/直放站）的TA值，則可計算出不同路徑的信號時延差，也就判斷出是否形成時間色散，TA差值≤4。

基站與直放站均采用全向空間波覆蓋，由于發(fā)射功率和天線高度不同，直放站覆蓋范圍比基站小，假定圖中A點處于二者中點，即D1=D2=0.5D。

BTS空間波信號到達(dá)A點的時延為：Tb=D1×3.333μS。

BTS射頻信號經(jīng)光纖直放站、光纖和空間到達(dá)A點的時延：

Tr=Dr+Df+D2×3.333μS，其中：Df=D×5μS

兩路信號到達(dá)A點的時延差：ΔT=Tr-Tb=Dr+D×5μS≤15μS。

載干比C/I…，是指接收到的有用信號電平與無用信號電平的比值，載干比反映了電波信號在空間傳播的過程中，接收端信號質(zhì)量的比值，是衡量接收信號質(zhì)量的重要指標(biāo)。

四、消除網(wǎng)絡(luò)多徑干擾的辦法及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

現(xiàn)場測試中發(fā)現(xiàn)某處話務(wù)質(zhì)量差，判斷方法：（1）開啟該處所有設(shè)備，鎖定占用該基站的BCCH頻點，測試此處的信號強度、話務(wù)質(zhì)量及TA值；（2）單獨開啟測試區(qū)域覆蓋站點（基站/直放站），測試此處的信號強度、話務(wù)質(zhì)量及TA值；（3）根據(jù)測試結(jié)果判斷干擾源；（4）降低干擾源基站、直放站的下行增益/發(fā)射功率；（5）測試降低增益/發(fā)射功率后該干擾源所覆蓋區(qū)域的信號強度和話務(wù)質(zhì)量及TA值，確保達(dá)標(biāo)。

五、多徑干擾問題日常運營維護(hù)建議

1.優(yōu)化基站/近端機至遠(yuǎn)端機光纜徑路，盡量控制光纜長度在1.8km以內(nèi)。…

2.增加相應(yīng)遠(yuǎn)端機光纖長度，使得同源相鄰遠(yuǎn)端機之間的TA差值控制住4以內(nèi)；

3.調(diào)整直放站主從關(guān)系，把多徑干擾區(qū)段改為切換區(qū)；…

4.降低遠(yuǎn)離基站信源的主或從直放站下行增益/發(fā)射功率…。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]高速鐵路通訊技術(shù)—數(shù)字移動通信系統(tǒng)（GSM-R）…中國鐵道出版社

[2]鐵路GSM-R數(shù)字移動通信技術(shù)…中國鐵道出版社