鐵路GSM-R網絡上行干擾問題分析

陳強

摘 要：鐵路運營過程中，GSM-R網絡系統作為重要傳輸信息平臺，屬于一種鐵路綜合數字移動通信系統，主要包含語音和數據信息傳送傳輸功能，能夠保證列車運行安全性。基于此，本文主要圍繞GSM-R網絡系統進行探討，對該網絡系統干擾情況進行分析，并對相應干擾問題進行探討，提出改進，GSM-R網絡系統，保障列車實現安全問題運行優化措施，旨在為相關研究人員提供參考。

關鍵詞：鐵路;GSM-R;網絡上行;干擾問題

前言：GSM-R網絡中存在較多干擾問題，而在對此類問題進行處理中，需要對進行掃頻處理，但該方式成本較高，且難以對感染源進行定位。在定位成功后還會面臨干擾源功率協調降低難度大問題，進而影響GSM-R網絡運維效率，嚴重影響用戶體驗和通信質量，不利于對運行車輛進行協調指揮，會對鐵路運輸安全產生威脅。因此，針對GSM-R網絡上行干擾問題，應采用相應措施進行優化改進。

1 GSM-R網絡干擾分析

1.1GSM-R網絡干擾因素

GSM-R系統包含網絡子系統（NSS）、基站子系統（BSS）、運行和業務支撐子系統（OSS/BSS）和終端設備等四個部分，在運行中存在的多種干擾源，是影響GSM-R網絡穩定性重要因素，如電信、聯通占用GSM-R網絡頻點;若CDMA信號與GSM-R網絡系統間距離較近，該信號設備由于其抑制性低下，會對GSM-R網絡系統造成嚴重干擾;個人違規建立的無線設備;網絡公司所建立的GSM基站—致性能不足[1]。

1.2GSM-R網絡干擾產生的影響

GSM-R網絡干擾產生的負面影響，主要為GSM-R網絡異常會引發車輛與系統平臺數據傳輸出現延遲、丟包、誤碼和中斷等現象，語音通話質量降低，進而對鐵路系統正常開展指揮調度工作產生影響。并且GSM-R網絡系統感染問題，還會增加網絡連接失敗、通信阻塞等事件發生頻率，會增加列車安全隱患發生率。

2 GSM-R網絡基站間干擾

在GSM-R網絡中，基站間干擾屬于常見干擾類型，主要表現在某系統下行頻率與另一系統上行頻率極為接近，保護帶寬較窄。現階段，我國在GSM-R網絡頻段參數，上行為885-889MHz，下行為930-934MHz。由于公網設備輸出功率過大，信號強度較大，若其鐵路沿線距離較近，易引發鐵路GSM-R網絡上行干擾。此外，鐵路沿途中接近的雷達站、干擾器等，均會在不同程度上對鐵路GSM-R網絡產生一定干擾。

對基站間干擾進行研究，根據其表現可劃分為雜散干擾和阻塞干擾兩種類型。其中，雜散干擾。其干擾源CDMA系統處于鐵路GSM-R頻段885～889MHz內，導致出現感染原因與自身濾波器抑制功能不足相關，會形成一定量帶外雜散輻射，而帶外雜散包含寄生諧波、射頻通道多階互調以及寬帶熱噪聲等，若鐵路GSM-R網絡底噪弱于干擾系統帶外雜散，會對系統靈敏度產生影響，增加鐵路移動通信終端接入難度，導致掉線等問題頻發。針對此類問題進行處理中，由于本質上雜散干擾歸屬于同頻干擾，在問題解決中，可將雜散抑制濾波器加裝于CDMA側，利于解決雜散干擾問題。

3 問題分析

以局管內列車在唐呼線HHHTX-TGM01小區覆蓋區間運行中，出現路預告發送異常、語音通話伴隨雜音問題為例，列車進入小區覆蓋范圍內會出現感染現象，而在駛出該小區覆蓋區間后，即可恢復正常。鐵路系統維護人員通過對網管和接口監測系統中相關信息進行大量提取，經研究分析后發現，導致該區段出現切換失敗或掉話現象原因與該區域通話質量極差相關，已經達到7級。通過對導致通話質差原因進行分析，并對干擾帶范圍進行統計，可發現該干擾帶形成與基站處于信道空閑狀態下經過RF RESOURCE INDIC ATION消息向BSC上報的各信道上行干擾的電平等級，通過對其進行等級劃分，可劃分為五級：-110～-106dBm;-105～-99dBm;-98～-93dBm;-92～-88dBm;-87～-47dBm。干擾電平與等級呈正相關關系。通常而言，基站信道空閑狀態下，進入干擾帶4和5即可認為是干擾表現，而對唐呼線HHHTX-TGM01小區覆蓋區間進行檢測，結果顯示為持續出現4、5級干擾帶，該小區存在極為明顯的上行干擾問題，列車經過后，GSM-R網絡會出現明顯通信異常現象，產生干擾問題。

4 GSM-R網絡干擾問題處理及優化措施

針對列車行駛中存在的GSM-R網絡運行上行干擾問題，為防止該問題對列車正常運行安全產生影響，應采用適合方式進行解決，同時為規避各種可能存在的問題，應對相應措施進行優化。在進行問題處理中，相關維護人員，應借助現場干擾測試儀對上行頻點進行掃描，找出在880.2～884.2MHz范圍內，CDMA網絡975～995信道拖尾信號，檢測結構顯示信息呈現逐漸降低表現，而從995信道開始，相關參數開始呈現上升狀態，對GSM-R網絡上行頻段產生了極大影響，尤其是網絡中在1000信道處，受CDMA拖尾影響嚴重，可判斷相應區域受CDMA網絡干擾。

GSM-R網絡運行中出現的上行干擾問題以外部干擾為主，為防止出現信號中斷等問題，應做好對外部干擾防護工作。在此過程中，第一，由于GSM-R系統受2GHz頻段影響相對較小，為防止公眾通信系統與鐵路GSM-R系統間發生相互干擾現象，公眾通信應以2GHz頻段通信系統為主，并要求建立系統基站位置，與鐵路間距離應超過100米。同時為降低通信系統雜散干擾對GSM-R網絡系統運行質量影響，可將濾波器加裝于公眾通信系統基站發射機前。第二，GSM-R網絡系統易受CDMA雜散干擾影響，若建立的CDMA基站與鐵路間距離為超過455米，為減少對GSM-R網絡系統運行影響，減輕上行干擾影響，不僅應加強對CDMA基站發射功率進行控制，而且還應將濾波器加裝于CDMA基站發射機與GSM-R網絡車載接收機前。第三，GSM-R網絡系統受阻塞干擾影響，會導致通訊方面出現問題，為保證通信質量，應注意對載頻選擇用，以GSM900系統為例，盡可能避免將935.2MHz作為載頻，且要求鐵路沿線基站應將發射功率的阻塞信號功率控制在GSM-R網絡車載臺阻塞限值以下，防止超出限制對信號通訊產生影響。第四，互調干擾也是影響GSM-R網絡系統運行質量重要干擾問題，針對該問題進行處理中，鐵路在途經距離公眾通信基站距離較近鐵路段時，且存在至少兩個距離較近基站時，應將GSM900系統頻段控制在946.8MHz以上。若不同基站間距離相隔較遠，GSM900系統頻段范圍要求在939.4MHz以上。鐵路沿線中，為保證GSM-R網絡系統運行穩定性，GSM900系統應主動避開936.6MHz～937.4MHz使用頻段，若難以避開，可從兩方面考慮進行處理，一是，加強對GSM900基站功率進行控制，確保其處于合理范圍內，且不會對GSM-R網絡產生較大影響。二是，使用932.8MHz以下頻點代替GSM-R網絡系統高頻點，以此降低干擾對網絡影響。第五，在進行鐵路建設過程中，為保證GSM-R網絡系統運行穩定性，應盡可能避開高強度電磁輻射的區域，主動遠離干擾源。

結論：GSM-R網絡在鐵路安全穩定運行起著至關重要作用，保證網絡運行穩定性，直接關系到列車運行安全性。但由于GSM-R網絡受多種干擾源影響，存在較多不穩性問題，不僅會對列車運行水平產生影響，而且會降低列車中乘客體驗感。因此，針對鐵路中存在的GSM-R網絡上行干擾問題，應提升了解程度，然后采用適合方式，加強對GSM-R系統可靠性影響因素控制，并解決存在的問題，促使網絡系統運行安全可靠性。

參考文獻：

[1]謝智飆.鐵路GSM-R網絡上行干擾問題研究[J].鐵道通信信號，2019，55（12）：70-72.

（中興通訊股份有限公司，上海 201203）