GSM-R網絡干擾類問題分析

莫遠俊 中國鐵路上海局集團有限公司電務處

目前，網絡干擾已成為影響GSM-R網絡質量的主要因素，它對話音質量、掉話、切換、接通等指標均有顯著影響。它不僅影響網絡的正常運行，嚴重影響客戶感知，而且是 C3（CTCS-3）降級的主要原因之一，如何處理解決干擾類問題是無線網絡優化的首要任務。

1 干擾類型

干擾類型可以分為同鄰頻干擾、互調干擾、阻塞干擾、雜散干擾、多徑干擾。在GSM-R網絡中最常見的干擾有同鄰頻干擾、互調干擾。本文主要研究了干擾在GSM-R網絡中的類型及處置措施。

2 典型案例分析

2.1 滬杭高鐵GSM-R鄰頻問題處理

車載CTCS-3列控信息的線路要求采用單網交織覆蓋組網方式，基站間距一般在3 km左右，目前頻率復用方式主要有6頻組、7頻組、8頻組3種，同頻基站距離18 km左右。在某些特殊區段，例如樞紐地區頻率復用距離縮短，就需要通過優化避免產生同鄰頻干擾，主要控制干擾基站或受干擾基站覆蓋避免重疊覆蓋或參數優化解決。下面主要講一種干擾基站非直接作用受干擾基站實例。

滬杭高鐵某區段頻率配置見表1，HNX-YH02基站BCCH頻點1008和YH-HZD01基站TCH頻點1007有鄰頻關系。

表1 滬杭線頻率配置列表

從覆蓋區域看HNX-YH02和YHHZD01沒有覆蓋重疊區，無法直接相互干擾，見圖1。

圖1 基站系統圖

由于YuHang是車站基站，有雨棚遮擋，為了避免在車站停車時發生不必要的乒乓切換，YuHang向相鄰的小區切換門限都設置的較大，這會導致YuHang向YH-HZD01切換位置延后。當列車占用YuHang向YH-HZD01運行時沒有切YH-HZD01而是錯切至HNX-YH02，分析C3接口監測數據切換前鄰區YHHZD01和HNX-YH02電平都達到了-47 dBm，錯切至HNX-YH02后服務小區電平陡降至-68 dBm，下行通信質量達到7，說明車載受到了HNX-YH02的假信號干擾，而這個假信號就是YH-HZD01基站TCH頻點1 007被占用時信號泄露到頻點1 008帶內造成的。

此類鄰頻小區雖然沒有覆蓋重疊區，卻依然造成了鄰頻干擾。

上述錯切現象需要同時滿足以下條件才會出現：①服務小區到目標小區的切換門限大于等于服務小區到錯切小區切換門限；②服務小區到目標小區的切換位置足夠接近目標小區使1 007頻點信號泄露到1 008的電平接近-47 dBm；③服務小區向目標小區切換前1 007頻點有被占用。因此當存在此類鄰頻關系時，我們需要注意避免上述條件的出現。

2.2 寧杭高鐵下行干擾（互調）問題處理

寧杭線某區段總公司測試存在下行干擾，見圖2。

圖2 寧杭線總公司測試截圖

現場排查發現一處移動GSM基站存在干擾，見圖3。

圖3 掃頻截圖（930-934MHz）

該處移動基站使用頻點有6（936.2 MHz）、20 （939 MHz）、25 （940 MHz）、31（941.2 MHz），根據三階互調算法，其互調頻率落在930 MHz～934 MHz頻段內。

將頻點均調整至50號以上后問題解決，調整后掃頻見圖4：

圖4 掃頻復測截圖（930-934MHz）

2.3 寧西線上行干擾（互調）問題處理

上海局管內寧西線使用華為基站設備。在話統指標日常監控分析過程中，發現寧西線ZiShudian基站干擾帶分布存在異常，干擾帶4～5級占比明顯較高，見表2。

表2 寧西線ZiShudian基站干擾指標

指標“信道處于干擾帶n的平均數目”可以通過華為M2000網管平臺提取。該指標測量點如下：系統每隔5 s獲取一次處于各干擾帶的空閑信道（TCHF、TCHH 或 SDCCH）的數目，在測量周期末，用本周期各采樣點數據的累加值除以采樣次數，得到測量周期內的空閑信道（TCHF、TCHH或 SDCCH）處于干擾帶各等級的平均數目。

干擾帶異常站點位置示意見圖5。

圖5 ZiShudian基站位置示意圖

干擾帶是基站在信道空閑狀態通過RF RESOURCE INDICATION消息（無線資源指示消息）向BSC上報的各信道上行干擾的電平等級，它實際上是基站無線信道在空閑狀態下接收到的噪聲電平值，反應了無線系統的上行干擾水平，共分為五個等級。寧西線ZiShuDian設置為：干擾帶1為-110 dBm～-105 dBm;干擾帶2為-105 dBm～-98 dBm;干擾帶3為-98 dBm～-92 dBm;干擾帶4為-92 dBm～-87 dBm;干擾帶 5 為-87 dBm～-47 dBm。等級越高，表示干擾電平越高，一般來說，若出現空閑信道落入干擾帶4、干擾帶5的情況，就認為存在干擾。

ZiShuDian的“AS4207E:信道處于干擾帶5的平均數目（TCHF）”較多，說明上行底噪長期高于-87 dBm。該站點為兩載頻配置，每一塊載頻對應不同的天饋系統支路。由于兩塊載頻的干擾帶均存在異常，問題應該存在共性的部分。初步判斷無線環境干擾的幾率較高。

現場進行掃頻，發現上行頻段885 MHz～889 MHz的低頻部分全頻段抬升至-90 dBm左右，見圖6。

圖 6 頻譜（885MHz～889MHz）

調整掃頻頻率范圍至870 MHz～889 MHz，發現 870 MHz～880 MHz頻段存在-55 dBm左右的高強度信號F1和F2，見圖7。

圖 7 頻譜（870MHz～889MHz）

圖 7F1頻率寬度大概為 2×1.25 MHz、中心頻率大約在 871.9 MHz；F2 頻率寬度大概為1.25 MHz、中心頻率大約在878.6 MHz。根據三階互調公式2×F2-F1計算，互調信號中心頻率大約在885.3 MHz附近，正好處于底噪抬升區域。另外根據頻率帶寬判斷，F1、F2應該為電信CDMA信號。

聯系電信降低附近可疑基站發射功率后，現場測試上行頻段底噪恢復正常，見圖 8、圖 9。

圖8 （870MHz～889MHz）（臨時降低可疑電信基站功率后）

圖9 （885MHz～889MHz）（臨時降低可疑電信基站功率后）

至此，可以確認ZhiShudian上行頻段干擾為電信頻段產生的互調信號導致。

確認該處干擾為電信的基站引入，聯系電信進行處理。后電信在其基站側加裝濾波器后，話統指標監控干擾帶恢復正常。

2.4 合福高鐵下行干擾（阻塞）問題處理

合福高鐵某區段總公司測試存在下行干擾，見圖10。

從總公司測試截圖發現在K995至K996區間HFN-CAJ02_BUA的電平值-65dBm左右，考慮增強該區段GSM-R覆蓋提升C/I，進而改善下行通信質量，若抬升HFN-CAJ02_BUA往合肥方向的天線俯仰角，在 K998至 K999區段，HFNCAJ02_BUA的信號強度將強于HFNCAJ01，有風險造成異常切換，因此考慮抬升HFN-CAJ01往蚌埠方向的天線俯仰角。

圖10 合福高鐵總公司測試截圖

調整HFN-CAJ01往蚌埠方向的天線俯仰角8°→4°后，總公司測試在K995至K996區段占用HFN-CAJ01，電平值為-47 dBm，下行通信質量改善明顯，見圖11。

圖11 合福高鐵動檢測試截圖

3 總結

3.1 干擾源的排查方法

在目前GSM-R系統中主要通過OMC話統、基站告警、添乘測試、C3降級數據等。在發現問題后應首先檢查網絡頻率分布并排除基站和終端硬件故障，對GSM-R網絡內部的設備進行檢查（重點關注直放站、基站、終端），以排除自身網絡設備造成的干擾。根據干擾現象，定位干擾源（內部或者外部）。

3.2 干擾優化措施

內部干擾，通過調整參數、天線傾角、方位角減小網絡干擾是主要優化手段，調整的目的是使得各小區的實際服務區域與設計服務區域接近，減少越區覆蓋現象。

外部干擾，如果受干擾的是GSM-R上行頻段，則一般是CDMA系統干擾引起，如果受干擾的是GSM-R下行頻段，則一般是移動GSM900系統干擾引起，可通過天線調整（避免天線正對）、安裝濾波器、降低功率、更換頻點解決。