阻塞干擾在GSM-R干擾測試中的實例

孫 亮

（北京全路通信信號研究設計院有限公司，北京 100073）

阻塞干擾在GSM-R干擾測試中的實例

孫 亮

（北京全路通信信號研究設計院有限公司，北京 100073）

簡單介紹阻塞干擾在鐵路GSM-R干擾測試中的具體現象，簡要分析阻塞干擾的原理，初步提出解決的辦法。

GSM-R；阻塞干擾；高鐵

1 概述

GSM-R是專門為鐵路通信設計的綜合數字移動通信系統，作為保障鐵路安全運輸的專用通信系統，特別是作為承載CTCS-3級列控數據的車地傳輸通道，GSM-R所要求的高可靠性對無線網絡規劃與優化相對于公網有著更高的要求。目前，我國已經建設完成了武廣、滬寧、滬杭、京滬、哈大等部署CTCS-3級列控系統的重點高速鐵路的建設，還在進行滬昆、南廣等客運專線的建設。在以上線路的建設過程中，GSM-R網絡分別出現不同程度的覆蓋和干擾問題，嚴重者造成GSM-R通信中斷，直接影響鐵路的正常運輸組織秩序，而且，隨著越來越多采用GSM-R系統線路的建設完成，GSM-R網絡的電磁環境也越來越復雜，越來越多的干擾問題層出不窮。

2 GSM-R頻段和干擾類型介紹

根據信部無函[2007]136號《關于鐵道部和中國移動共用900 MHz移動通信網頻率資源問題的函》和信部無函[2009]618號《關于中國移動通信集團公司使用蜂窩移動通信系統頻率的批復》中的要求，頻段885 MHz～889 MHz/930 MHz～934 MHz為鐵路GSM-R系統的專用頻段。

通過在高速鐵路建設中測試的干擾，目前鐵路GSM-R系統經常遇到的干擾主要有：同頻干擾、臨頻干擾、互調干擾以及雜散干擾和阻塞干擾。

同頻干擾一般有兩種，外部網絡的干擾和內部網絡的干擾。外網的干擾有兩種，一種是由于其他網絡的頻率配置不合理，擅自使用GSM-R系統專用頻率作為網絡的BCCH信道或者TCH信道的頻點，持續給GSM-R網絡的正常使用帶來干擾；另外一種是由于網絡設備老化或者損壞，造成設備在GSM-R頻段上持續發射干擾信號。內部網絡干擾主要是由于網絡配置不合理造成的GSM-R網絡內部頻點配置錯誤，不同線路在臨近的地方使用相同的頻點互相干擾。臨頻干擾分為兩大類：一類是來自GSM-R網內的，主要是由于頻率規劃不合理，相鄰的兩個頻率距離太近，這個可以從GSM-R網絡頻率規劃表中直接得出。一般情況下，在GSM-R網絡中如果當前小區的BCCH載波頻率或業務信道頻率和當前小區的兩層相鄰小區所規劃的BCCH載波頻率或業務信道頻率出現相鄰的情況，則認為會產生鄰頻干擾。另一類是來自網外的，主要發生在邊帶網絡，主要是GSM-R和中國移動、中國聯通、中國電信在鐵路沿線附近小區的BCCH載波頻率后者TCH載頻設置臨近GSM-R網絡的邊帶，兩者可能會產生鄰頻干擾。互調干擾和雜散干擾經常產生于臨近鐵路的移動基站，由于基站的頻點設置不合理或者物理器件損壞，則可能產生對GSM-R網絡造成干擾的信號。阻塞干擾一般常發生在高速鐵路旁的強信號的基站旁。本次主要對阻塞干擾進行介紹。

3 阻塞干擾的具體實例

以下是阻塞干擾在鐵路干擾測試中的具體實例。

干擾源基站位于高速鐵路旁，距離鐵路50 m左右，當列車行駛到疑似干擾基站的覆蓋范圍后，正常的通信會中斷，在中斷通信后的一段時間內不能重新注冊，嚴重影響行車安全。在產生該現象的行車范圍進行干擾測試，測試頻譜圖如圖1、2所示。

圖1 GSM-R頻段930 MHz～934 MHz的測試結果

在測試點周圍的手機數據如表1所示。

圖2 擴展頻段后的測試結果

在圖1中的兩個標記為M1、M2信號信道號分別為M1：1001，M2：1006。通過查詢手機數據為鐵路GSM-R系統正在使用的BCCH信號。在鐵路專用頻段930 MHz～934 MHz范圍內，沒有其他的信號存在。將測試頻段擴展為930 MHz～938 MHz后，測試頻譜圖如圖2所示。圖中有一個明顯的大信號，標記為M3。M3的信號強度為-21.2 dBm，信道號為13，通過手機數據得知，是中國移動正在使用的TCH跳頻信號。在現場進行手機撥打鐵路號碼測試時，手機無法正常注冊到GSM-R網絡。采用手機的強制鎖定功能將信號注冊到GSM-R網絡，通過鎖定測試點附近的兩個鐵路專用頻段的BCCH信道，進行撥打測試，發現手機的通話質量均為0級，這說明不存在同頻干擾影響鐵路信號的正常使用，排除了同頻干擾的可能。此時，懷疑是阻塞干擾造成這種現象。

4 原因分析

什么是阻塞干擾呢？阻塞干擾是指當強的干擾信號與有用信號同時加入接收機時，強干擾會使接收機鏈路的非線性器件飽和，產生非線性失真。只有有用信號，在信號過強時，也會產生振幅壓縮現象，嚴重時會阻塞。產生阻塞的主要原因是器件的非線性，特別是引起互調、交調的多階產物，同時接收機的動態范圍受限也會引起阻塞干擾。

下面以兩個電壓矢量相加來看強干擾阻塞的情況。

設有用信號為：

干擾信號為：

當兩個信號疊加在一起時，合成信號為：

經過三角變換并考慮到干擾信號比有用信號強的因素后，得到合成信號：

The paper introduces the concrete phenomena of block interference in GSM-R interference testing, analyzes the principles of the block interference, and puts forward solutions accordingly.

GSM-R network; block interference; high-speed railway

10.3969/j.issn.1673-4440.2015.03.010