GSM-R網(wǎng)絡干擾排查實踐

黃險峰

北京鐵路局北京通信段，北京 100000

鐵路移動通訊系統(tǒng)（GSM-R，Global System of Mobile communication for Railways）是專門用于鐵路通信環(huán)境的綜合專用數(shù)字移動通信系統(tǒng)，其主要職責在于確保鐵路工作環(huán)境中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳輸需求能夠得到滿足。隨著近年來科技的發(fā)展，列車運行速度不斷提升，同時更多的通信設備也加入到鐵路控制的工作環(huán)境中，在這樣的背景之下，數(shù)據(jù)傳輸需求，不論從數(shù)量還是效率上看，都呈現(xiàn)出了顯著的增長趨勢。與此同時，列車在高速行駛時的眾多數(shù)據(jù)，也必須要與控制臺展開即時的交換，這已經(jīng)成了確保列車能否安全形式的一大保障?；谶@種觀點，GSM-R鐵路通信系統(tǒng)的工作狀態(tài)就必須加以關注。

1 GSM-R系統(tǒng)干擾狀況分析

想要確保GSM-R系統(tǒng)能夠正常工作，首要的一個問題就是干擾，對于目前的通信設備而言，從硬件角度通常已經(jīng)能夠達到相對較高的可靠性，因此更多的干擾來源于軟件層面。通?？梢詫SM-R系統(tǒng)的干擾劃分為兩個方面，即來源于GSM-R系統(tǒng)內(nèi)部的干擾和來源于其外部的干擾。

對于GSM-R系統(tǒng)內(nèi)部干擾而言，通常見到的干擾主要包括同頻干擾、鄰頻干擾以及互調(diào)干擾三種。所謂同頻干擾，只是在同一范圍內(nèi)，使用相同頻率進行復用工作而產(chǎn)生的干擾影響。對于GSM-R系統(tǒng)的鐵路應用環(huán)境而言，此種干擾相對較為常見，因為雖然在相鄰小區(qū)內(nèi)不會使用同樣的頻率進行數(shù)據(jù)傳輸，但是對于蜿蜒的鐵路干線而言，沿鐵路劃分小區(qū)的方式常常會造成非相鄰小區(qū)在地理位置上呈現(xiàn)出相鄰特征，從而造成同頻干擾問題的發(fā)生。鄰頻干擾，則是指不同頻道之間的干擾，由于常見于相鄰的頻道之間，因此稱為鄰頻干擾，主要產(chǎn)生原因是由于GSM-R系統(tǒng)所占頻率范圍相對較窄，為滿足數(shù)據(jù)傳輸需求而采取了強大的復用技術，而在復用過程中，導致不同頻帶之間間隙過小，或者數(shù)據(jù)保護不利等因素出現(xiàn)。而互調(diào)干擾，則是產(chǎn)生于同一個信號接收端，同時接收到多個不同頻率信號，而導致多個信號疊加而形成的干擾。

此外，在GSM-R系統(tǒng)外部，也存在若干干擾因素。首要的就是公用數(shù)據(jù)網(wǎng)對于GSM-R系統(tǒng)的干擾，主要存在有兩個方面，其一是中國聯(lián)通的CDMA系統(tǒng)對于GSM-R系統(tǒng)的干擾。由于CDMA系統(tǒng)的下行頻段870～885MHz與GSM-R系統(tǒng)的上行頻段885 ～889MHz十分接近，因此很容易造成干擾。另一方面，中國移動使用的GSM系統(tǒng)，與GSM-R系統(tǒng)會共用一個頻段，因此這兩個通訊網(wǎng)絡會產(chǎn)生類似于系統(tǒng)內(nèi)部干擾的現(xiàn)象。

同時，系統(tǒng)外部干擾還存在某些異常的不確定性干擾，主要來自民間非法電臺、無線電愛好者等干擾源造成的問題。

2 GSM-R系統(tǒng)干擾的排查

對于GSM-R系統(tǒng)而言，干擾是來自多方面的，通常是很多原因造成的干擾疊加在一起，一同呈現(xiàn)給系統(tǒng)，因此，在著手進行干擾排除之前首先應當確定相應的干擾源。

針對于上述提及到的兩個大類干擾，具體在對干擾信號進行排查的過程中同樣可以加以區(qū)分，分別進行。

對于來源于系統(tǒng)內(nèi)部的干擾，可以首先考慮常見的干擾源。在實際工作中遇到的主要干擾源包括GSM-R系統(tǒng)直放站干擾、相鄰通信小區(qū)信號干擾、天線俯仰角和方位角設置不當從而引起的覆蓋范圍不合理干擾等。對于可能來源于直放站或其他相鄰小區(qū)基站引起的干擾而言，上行干擾可結合網(wǎng)管IOI、KPI、QoS等指標、強測試及路測資料，對其頻譜進行測試分析，利用天窗點內(nèi)要點停用可能對本小區(qū)產(chǎn)生上行干擾的基站或直放站，從而確定干擾源。下行干擾，同樣可相應統(tǒng)計工具針對KPI、QoS等指標及路測資料進行分析，同時也可以采用在A、Abis等接口跨接信令分析儀、加裝信令監(jiān)測裝置等進行信令檢測。

對于來源于系統(tǒng)外部的干擾而言，由于非法電臺等民用無線信號與其他運營商干擾有所不同，在干擾產(chǎn)生期間，其干擾狀態(tài)與話務量無關，且干擾時間與強度相對穩(wěn)定，因此在對這種干擾進行測定的時候，采用一般的測向技術，采用八木定向天線進行測試，并借助當?shù)責o委無線電測試車，就能夠取得良好的測定效果。

對于系統(tǒng)外部干擾而言，運營商干擾應視為一個重要的排查方向。相關文件規(guī)定，在鐵路沿線上采用45m天線以及50%的時間、幅度概率進行測量，應確保同頻干擾信號的限值小于-105dBm；而在鐵路兩側(cè)6km處，以15m天線、50%的時間、幅度概率為測量參數(shù)，同時需要確保雙方系統(tǒng)的基站下行控制以及相應信號電平小于-85dBm，此距離對于直轄市、省會城市以及其他部分城區(qū)有所例外，在這些區(qū)域內(nèi)通常采取鐵路軌道兩側(cè)2km距離進行測量。根據(jù)這些要求，可以采用相應測試設備針對干擾信號電平進行測試，通過解析信令掌握干擾信號MNC、LAC、BSIC等信息，確定干擾基站位置，并在確定了干擾源的基礎上，向地方公用數(shù)據(jù)網(wǎng)的控制部門發(fā)出協(xié)調(diào)請求，消除干擾。

對于干擾的排查，除了遵循一些必要的規(guī)則和常用的手段以外，對于系統(tǒng)實際情況的考量也是必要的部分。無論哪種技術或者是測試的手法，都有一定的適用范圍，因此在濕濕的過程中應當考慮到具體環(huán)境加以實施才會取得良好的效果。例如常見的鐵路測試通常在夜間進行，但是在夜間，公用數(shù)據(jù)網(wǎng)中的話務量通常較小，難以測到真正的干擾數(shù)據(jù)。針對此類情況，可先針對C/I進行測試，而后采用干擾分析測試裝置并對其加裝其他電信運營商信號接收卡，對鐵路沿線各運營商的主頻點及語音信道頻點進行測試，進而進行反復的測試比對，最終找出干擾源。

在實際的操作過程中，無論是何種干擾，都一定不能懈怠，應當進行深入排查。同時考慮到現(xiàn)今社會通訊發(fā)達，其干擾源可能不是一個，有必要在排查的過程中深入考證，或者在完成了干擾排除工作以后繼續(xù)對該小區(qū)進行干擾核實，確保整個通信系統(tǒng)正常運行。

[1]GSM-R無線網(wǎng)絡覆蓋和服務質(zhì)量(QoS)測試方法，2008，10，11.

[2]許可.移動基站對GSM-R干擾的排查分析[J].中國無線電，2011(3).