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铁路GSM-R频率的无线干扰分

铁路综合数字移动通信系统GSM-R是基于GSM技术的专用通信系统,由于其具有适应铁路运输特点的功能优势,以及更符合通信信号一体化技术发展的需要,因此铁道部于2000年底正式确定将GSM-R用于我国铁路专用通信。
1   GSM-R通信技术及在我国的应用
GSM-R系统由交换机、基站、机车综合通信设备、手机等设备组成,采用GMSR调制技术,8时隙/200kHz/TDMA方式,调制速率270 kHz/s,在GSM公众移动通信系统平台上增加了铁路运输专用调度通信功能。
1.1 系统功能
1.调度通信功能。包括列车调度通信、货运调度通信、牵引变电调度通信、其他调度及专用通信、站场通信、应急通信、施工养护通信和道口通信等。
2.车次号传输与列车停稳信息的传送功能。
3.调度命令传送功能。
4.列车尾部装置信息传送功能。将尾部风压数据反馈传输通道纳入GSM—R通信系统,可以方便地解决尾部风压数据传输问题。
5.调车机车信号和监控信息系统传输功能。提供调车机车信号和监控信息传输通道,实现地面设备和多台车载设备间的数据传输,并能够存储进人和退出调车模式的有关信息。
6.列车控制数据传输功能。提供车-地之间双向安全数据传输通道。
7.区间移动公务通信。为在区间作业的水电、工务、信号、通信、供电、桥梁守护等部门提供内部通信;需要时也可与车站值班员、各部门调度员或自动电话用户联系;紧急情况下还可以呼叫司机,与司机建立通话联络。
8.应急指挥通信话音和数据业务。当发生自然灾害或突发事件时,在突发事件现场与救援中心之间,以及现场内部,建立语音、图像、数据通信系统。
1.2   GSM-R频率规划
采用900 MHz工作频段,885 MHz-889 MHz(移动台发/基站收)、930 MHz~934 MHz(基站发/移动台收),共4 MHz频率带宽。双工收发频率间隔45 MHz,相邻频道间隔为200 kHz。按等间隔频道配置,共有21个载频。频道序号从999-1019,扣除低端999和高端1019做为隔离保护,实际可用频道l9个,频道序号为1000-1018。
2   GSM-R频率干扰排查手段
         1.对受干扰区域GSM-R基站做大量的开关机测试,指导移动公司通过降低基站发射功率、调整基站天线水平方位角、更换基站工作频率等方法来消除干扰。
2.协调无线电管理部门、铁路局、高铁公司和高铁沿线多家移动通信运营商等诸多部门,统筹工作。
3.铁路沿线干扰分布距离长、受干扰点多、干扰范围大;干扰类型复杂,有互调干扰、杂散干扰、同频干扰等类型。
3.1调整载频消除干扰
因为互调干扰需要满足严格的频率、时间、幅度条件,最简便的方法是调整载频,破坏互调频率关系式,消除干扰。但在调整载频时需要注意产生新的互调信号不能落在GSM-R频段内产生新的干扰。
3.2 同频干扰
移动公司E-GSM退频工作没有清退彻底,还有频点仍在继续使用,需协调移动公司加强退频工作。
4.现场测试时,可使用系统测试灵敏度和测量速度满足要求的便携式频谱仪和手持测向天线,其中测向天线可以对目标干扰源基站进行初步判别,大大提高了干扰排查速度。
         5.采用技术手段提高GSM-R系统抗干扰性能。无线电通信系统是一种开放式的系统,容易受外界干扰,以此作为高铁控车信令的传输通道,必须对存在的固有缺陷在信令上采取安全措施,同时在射频上也要想办法以降低安全风险,此外,开发、安装新型的车载抗干扰设备,也不失为一种解决问题的方法。深圳市桑达无线通信技术有限公司开发的FM1000(安装于CIR设备)和FM1200(安装于ATP设备)车载抗干扰设备,经试验证明,能够有效地降低无线干扰对通信带来的影响,能有效解决因通信质量劣化导致的网络注册失败、切换失败、C3无线超时、掉话和语音质量差等问题。
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FM1200                                                                         FM1000
            6.建议国家无线电管理局协调铁路部门建立健全铁路无线电管理体制。干扰排查初期,若高铁GSM-R频段未启用,可降低干扰排查的难度,等到试运行期间,GSM-R基站不能关闭,干扰信号和有用信号混杂在一起,将加大测试难度,同时,干扰点的数量、干扰范围及其严重程度、干扰类型的复杂性也不可同日而语。周边的移动运营商的每次网络优化都会引发新的干扰情况,如 FM广播和民航地空通信的干扰。高铁一旦投入运营,沿线无线电管理部门将面临极大的压力,需要沿线铁路部门的全力配合支持,才能保证及时有效地消除干扰。
7.建议国家无线电管理局严格规范直放站性能技术指标,地方无线电管理部门应加强高铁沿线基站管理,移动通信运营商对新设和优化后的基站要及时报备。
8.铁路部门应积极协助移动通信运营商做好列车的公众通信覆盖,既要保证正常公众通信的需要,也要避免对高铁专用通信的干扰,禁止设置各种直放站覆盖铁路。
        9.高铁通信运维部门要加强日常监测和设备维护,联合地方无线电监测部门定期开展电磁环境监测。地方无线电管理部门要加强对铁路通信频段的保护性监测,加大铁路沿线无线电监测设施建设。铁路部门对此应给予积极的配合和支持,共同做好铁路无线电安全通信保障工作。深圳市桑达无线通信技术有限公司开发的GSM-R固定检测小站RMS900产品成功中标“武广高铁(湖南段)GSM-R频率网格化实时监测系统”项目,该产品的问世对无线网络的监测与干扰的分析排查具有重要的意义。
 
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RMS900

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