GSM-R網絡干擾排查實踐

黃險峰

北京鐵路局北京通信段，北京 100000

鐵路移動通訊系統（GSM-R，Global System of Mobile communication for Railways）是專門用于鐵路通信環境的綜合專用數字移動通信系統，其主要職責在于確保鐵路工作環境中所產生的數據傳輸需求能夠得到滿足。隨著近年來科技的發展，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境中，在這樣的背景之下，數據傳輸需求，不論從數量還是效率上看，都呈現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據，也必須要與控制臺展開即時的交換，這已經成了確保列車能否安全形式的一大保障。基于這種觀點，GSM-R鐵路通信系統的工作狀態就必須加以關注。

1 GSM-R系統干擾狀況分析

想要確保GSM-R系統能夠正常工作，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。通常可以將GSM-R系統的干擾劃分為兩個方面，即來源于GSM-R系統內部的干擾和來源于其外部的干擾。

對于GSM-R系統內部干擾而言，通常見到的干擾主要包括同頻干擾、鄰頻干擾以及互調干擾三種。所謂同頻干擾，只是在同一范圍內，使用相同頻率進行復用工作而產生的干擾影響。對于GSM-R系統的鐵路應用環境而言，此種干擾相對較為常見，因為雖然在相鄰小區內不會使用同樣的頻率進行數據傳輸，但是對于蜿蜒的鐵路干線而言，沿鐵路劃分小區的方式常常會造成非相鄰小區在地理位置上呈現出相鄰特征，從而造成同頻干擾問題的發生。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，主要產生原因是由于GSM-R系統所占頻率范圍相對較窄，為滿足數據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，或者數據保護不利等因素出現。而互調干擾，則是產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系統外部，也存在若干干擾因素。首要的就是公用數據網對于GSM-R系統的干擾，主要存在有兩個方面，其一是中國聯通的CDMA系統對于GSM-R系統的干擾。由于CDMA系統的下行頻段870～885MHz與GSM-R系統的上行頻段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，與GSM-R系統會共用一個頻段，因此這兩個通訊網絡會產生類似于系統內部干擾的現象。

同時，系統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系統干擾的排查

對于GSM-R系統而言，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，一同呈現給系統，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分，分別進行。

對于來源于系統內部的干擾，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系統直放站干擾、相鄰通信小區信號干擾、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基站引起的干擾而言，上行干擾可結合網管IOI、KPI、QoS等指標、強測試及路測資料，對其頻譜進行測試分析，利用天窗點內要點停用可能對本小區產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、加裝信令監測裝置等進行信令檢測。

對于來源于系統外部的干擾而言，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，在干擾產生期間，其干擾狀態與話務量無關，且干擾時間與強度相對穩定，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，并借助當地無委無線電測試車，就能夠取得良好的測定效果。

對于系統外部干擾而言，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6km處，以15m天線、50%的時間、幅度概率為測量參數，同時需要確保雙方系統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有所例外，在這些區域內通常采取鐵路軌道兩側2km距離進行測量。根據這些要求，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，向地方公用數據網的控制部門發出協調請求，消除干擾。

對于干擾的排查，除了遵循一些必要的規則和常用的手段以外，對于系統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，公用數據網中的話務量通常較小，難以測到真正的干擾數據。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。同時考慮到現今社會通訊發達，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對該小區進行干擾核實，確保整個通信系統正常運行。

[1]GSM-R無線網絡覆蓋和服務質量(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).