浅谈GSM-R无线网络优化及干扰解决案例分析

摘要：本文通过具体案例，分析了GSM-R网内干扰产生的原因，给出了枢纽车站网内干扰的检查测试方法，根据工作实践情况提出了解决无线干扰的方法与经验。

关键词：GSM-R;网络优化;干扰;案例分析

Abstract: in this article, through the specific case, analyzes the GSM-R nets in the causes of interference, and gives the hub station net interference check test methods, according to the work practice the solutions of the wireless interference method and experience.

Keywords: GSM-R; Network optimization; Interference; Case analysis

中图分类：TN939.12号文献标识码：A 文章编号：

一、引言

铁路运输安全关系到国民经济的命脉，铁路通信是铁路生产运输的安全保障，其安全性、可靠性和可持续发展性取决于所采用通信技术的先进性和完善程度。我国铁路移动通信系统采用GSM-R系统，该系统是一种先进的技术体系，它以GSM的成熟技术为根基，增加了铁路专用的高级语音呼叫功能、位置寻址、功能寻址等功能，为铁路专用通信提供了一个功能强大、业务丰富、稳定可靠的综合信息化平台。

铁路GSM-R系统使用E-GSM频段4MHz带宽，分别为上行：885MHz-889MHz、下行：930MHz-934MHz，双工收发频率间隔45MHz，相邻频道间隔为200kHz。按等间隔频道配置的方法，共有21个载频。频道序号从999～1019，扣除低端999和高端1019为隔离保护，实际可用频道19个。由于GSM-R系统频率可用资源的限制，规划或地理位置的原因，造成高铁各条线特别是在枢纽车站网内同频、邻频干扰较为严重，使通信质量下降，网络服务性能变差，影响铁路重要业务的传送。为了保障高铁无线通信业务的畅通，进行网络优化和解决无线干扰问题显得越来越重要。本文通过实例对产生无线干扰的原因进行分析，重点介绍广州南站优化实例，并通过案例分析介绍干扰的解决方法与网络优化的经验。

二、GSM-R干扰类型分析

从频段角度分类：可分为上行干扰与下行干扰。

从频点角度分类：可分为同频干扰、邻频干扰和互调干扰。

从干扰源角度分类：可分为系统外部干扰与系统内部干扰。

本文重点分析系统内部产生的同频、邻频干扰。同频干扰是指GSM-R系统中不同基站同一频点的下行信号在同一小区出现，使GSM-R终端设备无法区分不同的基站，形成干扰。由于GSM-R采用多频点复用，相邻小区不会用同一频点。但远处小区频率规划不当时，远处小区同频点信号可能干扰到本小区，造成同频干扰。邻频干扰是由发射机和接收机的滤波器的非理想性所引起的。凡是在收信机射频通带附近的信号，经变频后落入中频通带内所造成的干扰，称为邻频干扰。GSM-R系统属于多信道工作系统，为了提高频谱利用率，常把信道间的频率间隔设计很小，这是造成邻频干扰的主要原因。

对于整个GSM-R系统，其内部干扰是影响了网络的正常运行重要因素。及时发现和减少来自系统内部的干扰是网络优化的重点之一，也是保证整个网络连续高质量通信的重要措施之一。

三、无线网络优化及干扰解决案例分析

以广州南枢纽地区网络优化为例，广州南站是武广、广深港、广珠城际、贵广、南广等铁路交通交汇点，也是重要的交通枢纽站，现已开通运营的广珠城际铁路和即将开通的广深港客运专线都从广州南站始发，由于地理位置原因，两条铁路线存在长度约20Km的平行区域，且直线距离约为4Km，两线相隔较近，同时频率资源的限制，给该区域内基站频率分配带来困难。

在广深港客专网络优化测试过程中（联调联试期间），发现广珠线与广深港线存在明显的GSM-R系统内部的同频、邻频干扰，原因是两条线之间的距离过近、平行区域过长且频率资源限制，从而导致相互之间产生了明显的同频、邻频干扰。铁路线及基站载频图示如下：

广深港网络优化测试结果如下图所示：

从测试数据看，广珠线在广深港的干扰频点强度最强的在-60dBm左右，而广深港在广珠线也存在强度接近-60dBm，部分区段载干比C/I

在广珠线网优测试，也发现广珠线碧江站附近（K5+300）处搜索到武广客专GZB-GZN17基站信号，并与广珠线碧江站存在同频干扰问题，基站参数如下所示：

在广珠线K5+300处频谱分析仪测试结果如下图所示:

广珠线K5+300频谱图1（930MHz-934MHz广南方向）

广珠线K5+300频谱图2（930MHz-934MHz碧江方向）

广珠线K5+300处测试手机数据如下：

频谱图数据分析

根据以上频谱图及测试手机数据分析，广珠线K5+300附近监测未发现明显外网干扰信号，但在测试点附近监测到武广GZB-GZN17基站覆盖的信号，该信号与碧江站频点相同，强度相近，BSIC为6.4，使用OT890测试手机，锁定服务小区BCCH为1008后，在铁路西侧占用上碧江站小区信道，在铁路东侧则占用上武广GZB-GZN17小区信道，由于碧江站频率规划不当，造成该基站存在同频干扰。为消除两线之间的同频干扰，计划对广珠线碧江基站载频进行调整，并将调整方案纳入广州南站枢纽地区网络优化方案中一并解决。

为确保广深港客运专线顺利运营，同时消除武广高铁GZB-GZN17小区对广珠线碧江站同频干扰，需要在广深港客专联调联试工作期间，开展广珠城际铁路和广深港客运专线GSM-R无线网络联合网络优化工作，通过频率优化及必要的RF优化，达到消除同频干扰，减弱邻频干扰，提高各线GSM-R网络性能指标，从而达到优化广珠城际、广深港客专GSM-R网络性能的目标。

通过前期对广珠线、广深港线测试结果分析，同时考虑到广深港还处于联调联试阶段，没有正式运营。因此，本次网络优化的评估指标主要从干扰带比例入手。

计划对以下小区频点进行调整：

网优调整后，载频分配图示如下：

广珠线优化前后性能对比：

广珠线优化前后RF覆盖及质量对比：

从统计来看，优化后RF Quality=12的比例上升了，原因在于频率优化消除了同频干扰，削弱了邻频干扰。

广珠线及广深港线优化前后干扰带对比：

华为网管系统能够提供各个空闲时隙的接收电平强度测量，用以评估小区反向电磁环境是否纯净。各个干扰带定义如下：

由于广珠线各小区监测的电平强度能够达到-47dBm，切换点电平在-75dBm以上。因此在优化过程中重点关注信号强度在-87dBm以上的干扰。

从干扰带比例变化来看，网络优化前后，广珠、广深港线干扰带4/5（接收电平>-87dBm）的比例明显下降了。从路测及系统侧性能统计来看，经过频率优化和RF优化，广珠线的性能平稳，没有明显波动，由于本次优化主要从干扰带比例入手，广珠线RX Quality=12的比例上升了；广珠线、广深港线干扰带4/5的比例下降了，削弱了邻频干扰，降低干扰带水平，改善通话质量，到达了消除广南枢纽频率同频干扰问题。

四、结束语

GSM-R系统的干扰分析非常重要，它贯穿于前期规划到后期优化的全过程。在无线网络规划设计阶段，为了保证GSM-R网络的正常运行，需要使用相应的设备进行测试，要求频带必须在充分的保护频带和保护区内保持干净，为后期网络的正常运行做好准备。在基站建设完成后，网络优化阶段同样要对干扰进行测试，避免干扰影响网络质量，造成不必要的损失。以上几点仅是本人在广深港联调联试期间发现和解决网络干扰问题上的一点初浅认识及经验。相信随着技术水平的不断提高，经验的不断积累，运用更多的新技术、新设备会更好的解决这一问题。

参考文献

[1] 韩斌杰：《GSM原理及其网络优化+GSM网络优化—原理与工程》，出版社：机械工业出版社,出版日期：2001年

[2] 钟章队：《铁路综合数字移动通信系统GSM-R》，出版社：中国铁道出版社,出版日期：2003年

[3] 张威：《GSM网络优化-原理与工程》，出版社：人民邮电出版社,出版日期：2005年

作者简介 李华林 中国铁路通信信号股份有限公司广州工程分公司 (姓名：李华林 籍贯：广东湛江 出生年月：1984年6月 毕业院校：汕头大学

毕业时间：2007年7月现在职称：助理工程师 研究方向：无线、视频)

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。