高鐵無(wú)線通信干擾檢測(cè)及識(shí)別技術(shù)研究

馬良德，左自輝，彭博，韓春明

（中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)研究所，北京 100081）

0 引言

隨著我國(guó)高速鐵路數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM-R）網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用日益成熟，高鐵樞紐、并線、交叉線等區(qū)域場(chǎng)景日益增多，公眾電信網(wǎng)絡(luò)覆蓋不斷增強(qiáng)，無(wú)線干擾在高鐵無(wú)線通信運(yùn)維中已逐步成為主要被關(guān)注問(wèn)題。據(jù)2017年全國(guó)高速鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量動(dòng)態(tài)檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)，超過(guò)60%的服務(wù)質(zhì)量問(wèn)題與網(wǎng)絡(luò)無(wú)線干擾有關(guān)，且這一比例在2018年有所增長(zhǎng)。目前解決無(wú)線干擾問(wèn)題已成為鐵路無(wú)線通信維護(hù)部門(mén)的重點(diǎn)工作之一。

1 無(wú)線干擾類(lèi)型及影響

無(wú)線干擾是移動(dòng)通信領(lǐng)域中永恒的話題，隨著無(wú)線電頻譜這種戰(zhàn)略資源被越來(lái)越廣泛的開(kāi)發(fā)和利用，各頻段間的相互干擾顯得愈發(fā)不可避免。無(wú)線干擾是指在無(wú)線通信過(guò)程中發(fā)生的、無(wú)用的無(wú)線電信號(hào)引起的、導(dǎo)致有用信號(hào)接收質(zhì)量下降或者損害的狀態(tài)及事實(shí)[1]。

移動(dòng)通信系統(tǒng)從頻率的角度劃分，主要存在3種類(lèi)型的干擾：同頻干擾、鄰頻干擾和互調(diào)干擾。從被干擾的頻段鏈路角度劃分，分為上行鏈路干擾和下行鏈路干擾。從干擾來(lái)源角度劃分，分為網(wǎng)內(nèi)干擾和網(wǎng)外干擾。另外，無(wú)線通信系統(tǒng)所處環(huán)境及其本身還存在噪聲干擾[2]，包括自然噪聲、人為噪聲及系統(tǒng)設(shè)備本身產(chǎn)生的內(nèi)部噪聲，干擾類(lèi)型見(jiàn)圖1。

鐵路GSM-R無(wú)線通信系統(tǒng)為干擾受限系統(tǒng)，無(wú)線鏈路的性能主要受限于干擾而不是受限于噪聲[3]。干擾檢測(cè)主要從頻率和功率的角度對(duì)GSM-R無(wú)線干擾進(jìn)行分析，干擾類(lèi)型主要包括同頻干擾、鄰頻干擾、互調(diào)干擾、大信號(hào)阻塞干擾以及由直放站引起的多徑干擾等。

CTCS-3 級(jí)列控系統(tǒng)是基于GSM-R網(wǎng)絡(luò)車(chē)地雙向無(wú)線通信的列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)，無(wú)線超時(shí)是C3線路中影響列車(chē)運(yùn)行效率的重要因素之一[4]。特別是部分高鐵運(yùn)行速度達(dá)到350 km/h之后，無(wú)線超時(shí)在導(dǎo)致ATP設(shè)備降級(jí)為C2模式的同時(shí)，還會(huì)使車(chē)速降至300 km/h以下，這將給高鐵運(yùn)行帶來(lái)直接影響。通過(guò)大量的檢測(cè)數(shù)據(jù)分析及總結(jié)，無(wú)線干擾對(duì)GSM-R系統(tǒng)造成的影響[5]主要表現(xiàn)在3個(gè)方面：（1）影響移動(dòng)用戶間的通話，使語(yǔ)音通話質(zhì)量下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成通信中斷。（2）影響車(chē)地間的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，給系統(tǒng)帶來(lái)誤碼、丟包，使數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成數(shù)據(jù)傳輸中斷。（3）影響通信系統(tǒng)的可靠性，使正常的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)流程連接建立失敗、切換失敗、連接丟失或掉話等故障，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成通信系統(tǒng)阻塞或業(yè)務(wù)中斷。

圖1 移動(dòng)通信系統(tǒng)無(wú)線干擾類(lèi)型

2 無(wú)線干擾檢測(cè)方法及對(duì)比分析

我國(guó)鐵路GSM-R系統(tǒng)的工作頻段為885～889 MHz（上行）、930～934 MHz（下行）共4 MHz帶寬，該頻段可能會(huì)受到中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通等公共電信網(wǎng)絡(luò)或其他無(wú)線電波的干擾，樞紐、交叉線或并線區(qū)域也可能產(chǎn)生網(wǎng)內(nèi)干擾，這些無(wú)線干擾將會(huì)影響高鐵的運(yùn)營(yíng)安全。通過(guò)對(duì)線路周邊無(wú)線干擾的定期檢測(cè)，可以查找影響鐵路的干擾源并及時(shí)排除干擾，確保無(wú)線信道的安全暢通。

2.1 傳統(tǒng)頻譜干擾檢測(cè)

傳統(tǒng)頻譜干擾檢測(cè)系統(tǒng)一般包括天線單元、測(cè)量接收機(jī)或頻譜分析儀、綜合同步定位或GPS單元、測(cè)試控制及數(shù)據(jù)處理單元等，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖2 傳統(tǒng)頻譜干擾檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

測(cè)量接收機(jī)或頻譜分析儀主要通過(guò)對(duì)無(wú)線信號(hào)進(jìn)行變頻、濾波、放大等處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)所接收信號(hào)的頻率、電平的測(cè)量。信令識(shí)別單元在通話或空閑狀態(tài)下，通過(guò)采集和分析的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，檢測(cè)識(shí)別出主小區(qū)和其所有鄰小區(qū)的廣播控制信道BCCH、業(yè)務(wù)信道TCH、接收電平RxLev、載干比C/I等信息[6]。測(cè)試控制及數(shù)據(jù)處理單元主要通過(guò)檢測(cè)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)所測(cè)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、分析、展示，并實(shí)現(xiàn)干擾識(shí)別和數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能。

GSM-R電磁環(huán)境檢測(cè)時(shí)利用頻譜分析儀對(duì)GSM-R上、下行頻段進(jìn)行掃描，一般設(shè)置掃描周期為100 ms，分辨率帶寬30 kHz，最大峰值檢波方式，分別記錄頻譜掃描范圍內(nèi)接收電平的最大值、最小值和當(dāng)前值。頻譜掃描最大值用于表征在測(cè)試區(qū)間被測(cè)頻帶內(nèi)出現(xiàn)過(guò)的電平最大值，可以反映被測(cè)區(qū)間GSM-R頻段內(nèi)的干擾分布和強(qiáng)度。同時(shí)啟動(dòng)GPS定位子系統(tǒng)，存儲(chǔ)定位信息，定位信息包括經(jīng)緯度、行駛速度，并計(jì)算出移動(dòng)距離，利用綜合同步定位系統(tǒng)使每個(gè)時(shí)段的頻譜掃描數(shù)據(jù)與檢測(cè)列車(chē)行經(jīng)地點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。利用傳統(tǒng)頻譜分析儀進(jìn)行GSM-R干擾檢測(cè)，可以直觀地看到無(wú)線信號(hào)的頻譜特征，另外頻譜儀操作簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、易于存儲(chǔ)，因此在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中有著重要作用。

但在實(shí)時(shí)檢測(cè)過(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)，在線檢測(cè)時(shí)帶寬內(nèi)的信號(hào)大部分是GSM-R本網(wǎng)的信號(hào)，即使出現(xiàn)了其他網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)，也很難區(qū)分出來(lái)，尤其是無(wú)法分辨出同頻干擾。因此傳統(tǒng)頻譜檢測(cè)方式不適用于GSM-R網(wǎng)絡(luò)在線干擾檢測(cè)，這類(lèi)系統(tǒng)大多在新線開(kāi)通之前的無(wú)線清頻和聯(lián)調(diào)聯(lián)試中應(yīng)用，即在本網(wǎng)絡(luò)不運(yùn)行的狀態(tài)下，對(duì)鐵路線路周?chē)碾姶怒h(huán)境進(jìn)行檢測(cè)。

2.2 實(shí)時(shí)頻譜干擾檢測(cè)

由于復(fù)雜電磁環(huán)境的實(shí)時(shí)變化，使得對(duì)于頻域參數(shù)的測(cè)量需要進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)和統(tǒng)計(jì)，需要實(shí)時(shí)頻譜觀測(cè)技術(shù)來(lái)進(jìn)行頻域參數(shù)的測(cè)量。尤其是如果多個(gè)信號(hào)的頻譜有重疊，傳統(tǒng)頻譜儀只能利用包絡(luò)測(cè)量已知頻譜的有無(wú)，而無(wú)法對(duì)同頻信號(hào)和多個(gè)信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。與傳統(tǒng)頻譜分析儀相比，實(shí)時(shí)頻譜儀的優(yōu)勢(shì)主要有2個(gè)方面：一是由于信號(hào)處理速度大大提升，可實(shí)現(xiàn)對(duì)幾乎所有（持續(xù)時(shí)間微秒級(jí)以上）瞬態(tài)干擾信號(hào)的捕捉。二是實(shí)時(shí)頻譜特有的數(shù)字熒光頻譜展示技術(shù)[7]（見(jiàn)圖3）。

圖3 某線路實(shí)時(shí)頻譜干擾檢測(cè)截圖

實(shí)時(shí)頻譜分析儀的實(shí)時(shí)頻譜檢測(cè)功能及其硬件構(gòu)架，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)GSM跳頻信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，其信號(hào)處理采用并行處理的方式，可以把信號(hào)的頻譜顯示處理和信號(hào)的捕獲、分析處理分成兩條線路并行同時(shí)處理。

2.3 掃頻干擾檢測(cè)

掃頻干擾檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)掃頻儀的射頻前端和內(nèi)置DSP處理器來(lái)快速準(zhǔn)確地對(duì)空口進(jìn)行掃描，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)頻帶內(nèi)所有可解調(diào)的空口信號(hào)的檢測(cè)。掃頻儀可以對(duì)各種通信標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，與測(cè)試手機(jī)相比，它不存在處理速度與測(cè)量精度方面的局限。系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)的過(guò)程是被動(dòng)接收的, 因此掃頻儀在網(wǎng)絡(luò)測(cè)量中不會(huì)對(duì)GSM-R網(wǎng)絡(luò)造成影響。掃頻儀不需要安裝SIM卡，不受參數(shù)、鄰區(qū)甚至網(wǎng)絡(luò)的影響。

掃頻干擾檢測(cè)系統(tǒng)由天線單元、掃頻儀、綜合同步定位或GPS定位單元、測(cè)試控制及數(shù)據(jù)處理單元等組成。掃頻儀通過(guò)檢測(cè)車(chē)車(chē)頂天線對(duì)GSM-R頻段（Channel Number = 1 000～1 019）的信道進(jìn)行色碼掃描，采集結(jié)果通過(guò)測(cè)試控制及數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行保存，軟件同時(shí)采集GPS的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，記錄測(cè)試軌跡并顯示路徑上的相關(guān)信息。掃頻干擾檢測(cè)截圖見(jiàn)圖4。

圖4 某線路掃頻干擾檢測(cè)截圖

通過(guò)對(duì)鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)的上行或下行頻段信號(hào)進(jìn)行掃頻檢測(cè)來(lái)分析GSM-R網(wǎng)絡(luò)頻點(diǎn)是否被公網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商所占用，并通過(guò)MCC、MNC、LAC、BSIC等參數(shù)分析出干擾信號(hào)來(lái)源于哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)C/I分析得到占用頻點(diǎn)的質(zhì)量情況，進(jìn)而通過(guò)基站數(shù)據(jù)庫(kù)可以定位出干擾信號(hào)來(lái)自哪個(gè)基站、與線路的距離關(guān)系等信息。

2.4 檢測(cè)方法對(duì)比分析

傳統(tǒng)頻譜儀雖然操作簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、便于分析，但因其掃描速度慢且沒(méi)有信號(hào)出現(xiàn)的概率密度統(tǒng)計(jì)信息，基本不具備對(duì)瞬態(tài)干擾信號(hào)、跳頻信號(hào)和同頻干擾的檢測(cè)功能，不適合不關(guān)基站情況下的在線干擾檢測(cè)。另外鄰頻干擾和非調(diào)制信號(hào)干擾檢測(cè)功能也沒(méi)有實(shí)時(shí)頻譜分析儀的相關(guān)功能強(qiáng)。

掃頻儀能夠不受網(wǎng)絡(luò)限制，掃描出各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的電平值，且可以通過(guò)接收空口信令并解析，解出信號(hào)載干比、MCC、MNC、LAC、BSIC等，通過(guò)這些信息可以判斷信號(hào)屬于哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)干擾源的查找能提供有效的幫助。但掃頻儀不具備頻譜分析功能，不能通過(guò)頻譜判斷干擾信號(hào)和本網(wǎng)服務(wù)小區(qū)之間的信號(hào)關(guān)系。另外，掃頻儀只能對(duì)調(diào)制信號(hào)的BCCH進(jìn)行解碼，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)非規(guī)則干擾信號(hào)（如窄帶脈沖干擾等）的檢測(cè)功能。通過(guò)原理分析和實(shí)踐運(yùn)用總結(jié)得出3類(lèi)無(wú)線干擾檢測(cè)系統(tǒng)功能對(duì)比（見(jiàn)表1）。可見(jiàn)，3類(lèi)檢測(cè)系統(tǒng)各有其特點(diǎn)和局限性。

表1 3類(lèi)干擾檢測(cè)系統(tǒng)功能對(duì)比

3 基于服務(wù)質(zhì)量的干擾檢測(cè)方法及應(yīng)用

干擾對(duì)GSM-R網(wǎng)絡(luò)造成的影響包括話音質(zhì)差（RxQual>4）、載干比C/I差、異常切換、切換失敗、掉話、CSD數(shù)據(jù)傳輸干擾時(shí)間和傳輸無(wú)差錯(cuò)時(shí)間超標(biāo)、CSD數(shù)據(jù)傳輸中斷[5]等。這些內(nèi)容大部分是GSM-R網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量檢測(cè)的項(xiàng)目，因此干擾檢測(cè)不應(yīng)該是一個(gè)孤立的系統(tǒng)，應(yīng)首先站在網(wǎng)絡(luò)用戶的角度從服務(wù)質(zhì)量參數(shù)的好壞來(lái)判斷網(wǎng)絡(luò)是否受到干擾。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合上述幾種干擾檢測(cè)方法的功能對(duì)比分析，提出基于服務(wù)質(zhì)量的干擾檢測(cè)方法，并利用該方法對(duì)部分高鐵線路開(kāi)展干擾檢測(cè)工作。

3.1 基于服務(wù)質(zhì)量的干擾檢測(cè)方法

基于服務(wù)質(zhì)量的干擾檢測(cè)方法以檢測(cè)車(chē)為平臺(tái)，融合實(shí)時(shí)頻譜干擾檢測(cè)、信令掃頻檢測(cè)和服務(wù)質(zhì)量檢測(cè)等功能，可在線完成對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量及狀態(tài)的綜合性檢測(cè)和網(wǎng)絡(luò)性能分析工作，用該方法研制的檢測(cè)系統(tǒng)創(chuàng)新地運(yùn)用了以下鐵路無(wú)線干擾檢測(cè)功能。

3.1.1 聯(lián)動(dòng)分析

基于服務(wù)質(zhì)量的GSM-R干擾檢測(cè)系統(tǒng)融合服務(wù)質(zhì)量、場(chǎng)強(qiáng)、無(wú)線干擾檢測(cè)等多項(xiàng)功能，檢測(cè)項(xiàng)目和參數(shù)較多，所以實(shí)現(xiàn)多窗口、事件聯(lián)動(dòng)分析技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)綜合分析來(lái)說(shuō)尤為重要。根據(jù)干擾檢測(cè)結(jié)果判定的特點(diǎn)，需要實(shí)現(xiàn)服務(wù)質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果與干擾檢測(cè)的聯(lián)動(dòng)分析功能。

在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)，不同視圖、列表、曲線圖之間可以根據(jù)公里標(biāo)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)分析，即單擊曲線圖的某一區(qū)域時(shí)或單擊列表中的某條記錄時(shí)，系統(tǒng)能夠提取當(dāng)前操作所在的公里標(biāo)和經(jīng)緯度，將其他相關(guān)視圖、曲線圖和列表的選擇區(qū)域均定位到當(dāng)前公里標(biāo)；聯(lián)動(dòng)分析有助于將各個(gè)指標(biāo)的測(cè)試結(jié)果結(jié)合起來(lái)輔助問(wèn)題查找、定位和分析。

3.1.2 阻塞干擾自動(dòng)識(shí)別

GSM系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范《數(shù)字蜂窩系統(tǒng)無(wú)線傳輸與接收》（GSM 05.05）中列出頻率間隔≤3 MHz時(shí)，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)持續(xù)接收到 -23 dBm的信號(hào)，基站臺(tái)持續(xù)接收到-13 dBm的信號(hào)時(shí)，接收機(jī)將可能產(chǎn)生大信號(hào)阻塞。信號(hào)阻塞一般會(huì)導(dǎo)致全頻段底噪抬升，底噪超過(guò)觸發(fā)電平閾值時(shí)將會(huì)對(duì)服務(wù)質(zhì)量造成影響。因此，阻塞干擾自動(dòng)識(shí)別設(shè)置：距當(dāng)前小區(qū)頻點(diǎn)的頻率間隔3 MHz帶寬內(nèi)，強(qiáng)信號(hào)觸發(fā)電平設(shè)置為 -23 dBm；距當(dāng)前小區(qū)頻點(diǎn)的頻率間隔在3～10 MHz帶寬范圍內(nèi)，強(qiáng)信號(hào)觸發(fā)電平設(shè)置為 -15 dBm。根據(jù)不同的線路場(chǎng)景，可自定義設(shè)置觸發(fā)電平。

3.1.3 互調(diào)干擾自動(dòng)識(shí)別

互調(diào)干擾自動(dòng)識(shí)別首先從測(cè)量報(bào)告中讀取當(dāng)前BCCH或TCH頻點(diǎn)和電平值，掃頻儀設(shè)置為寬帶掃描，通過(guò)掃頻數(shù)據(jù)得到臨近頻點(diǎn)的電平值，當(dāng)某一信號(hào)的電平高于互調(diào)閾值（閾值可自定義，如設(shè)置為 -40 dBm）時(shí)，則記錄該信號(hào)的頻點(diǎn)，將各信號(hào)頻點(diǎn)統(tǒng)一放入緩存中，分別以當(dāng)前占用BCCH和TCH為受干擾頻點(diǎn)，進(jìn)行三階互調(diào)關(guān)系計(jì)算[9]。結(jié)合基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)信息，判斷互調(diào)產(chǎn)物是否落在該小區(qū)的頻點(diǎn)。如存在互調(diào)關(guān)系頻點(diǎn)，則自動(dòng)輸出頻點(diǎn)號(hào)、電平值、MCC、MNC、BISC、C/I等信息。

3.1.4 頻譜模型識(shí)別

根據(jù)當(dāng)前頻段信號(hào)頻譜特征，自動(dòng)生成“頻譜模型”，模型包括標(biāo)準(zhǔn)頻譜和干擾頻譜，并可實(shí)現(xiàn)靈活修改。如設(shè)置GSM-R標(biāo)準(zhǔn)頻譜，并考慮檢測(cè)車(chē)移動(dòng)、電平衰落等因素；同樣收集并設(shè)置寬頻信號(hào)、窄帶脈沖等非GSM信號(hào)和鐵路沿線港口碼頭、機(jī)場(chǎng)和煤礦等場(chǎng)景的干擾頻譜，并形成標(biāo)準(zhǔn)頻譜和干擾頻譜的數(shù)據(jù)庫(kù)。頻率觸發(fā)模板的設(shè)置功能在進(jìn)行頻譜數(shù)據(jù)回放分析時(shí)，系統(tǒng)軟件將協(xié)助用戶高效、智能地完成干擾自動(dòng)分析識(shí)別。

3.2 基于服務(wù)質(zhì)量的干擾檢測(cè)技術(shù)驗(yàn)證

3.2.1 檢測(cè)案例

檢測(cè)列車(chē)測(cè)試某高鐵線路GSM-R服務(wù)質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)K2238+200處連續(xù)幾個(gè)月都出現(xiàn)話音質(zhì)量7級(jí)、載干比低于正常值、CSD數(shù)據(jù)干擾時(shí)間和數(shù)據(jù)無(wú)差錯(cuò)時(shí)間超標(biāo)。通過(guò)服務(wù)質(zhì)量數(shù)據(jù)分析，該位置的質(zhì)量惡化只在下行檢測(cè)過(guò)程中占用1001載頻時(shí)發(fā)生，檢測(cè)車(chē)上行方向運(yùn)行時(shí)切換位置在 K2237+400處，在K2238+200處使用的是1006載頻，因此判斷該質(zhì)量惡化問(wèn)題與1001頻點(diǎn)被干擾有關(guān)，但干擾的原因無(wú)法判斷。

為了識(shí)別查找干擾源，利用基于服務(wù)質(zhì)量的在線干擾檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)該線路進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)時(shí)頻譜分析與服務(wù)質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)分析，自動(dòng)識(shí)別出中國(guó)移動(dòng)GSM網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)信號(hào)的互調(diào)產(chǎn)物落在GSM-R網(wǎng)絡(luò)所使用的1001頻點(diǎn)上，干擾識(shí)別結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 互調(diào)干擾自動(dòng)識(shí)別結(jié)果輸出

三角標(biāo)記的2個(gè)公眾網(wǎng)絡(luò)GSM頻點(diǎn)f1=937.4 MHz、f2=944.4 MHz，滿足三階互調(diào)關(guān)系2f1-f2=930.4 MHz（QY-GZB08基站的BCCH頻點(diǎn)），對(duì)GSM-R網(wǎng)絡(luò)造成了干擾（見(jiàn)圖5）。分析出干擾原因后，鐵路局集團(tuán)公司通信維護(hù)部門(mén)協(xié)調(diào)當(dāng)?shù)匾苿?dòng)公司對(duì)相關(guān)頻點(diǎn)進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整后檢測(cè)列車(chē)復(fù)測(cè)各指標(biāo)恢復(fù)正常。

圖5 基于服務(wù)質(zhì)量的GSM-R干擾檢測(cè)截圖

檢測(cè)列車(chē)在某高鐵試驗(yàn)段上對(duì)LTE-R網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)某處經(jīng)常出現(xiàn)RS-SINR值減小，數(shù)據(jù)傳輸速率下降。利用干擾檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)該線路進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)對(duì)服務(wù)質(zhì)量與實(shí)時(shí)頻譜數(shù)據(jù)分析[10]，該位置LTE-R頻段內(nèi)存在25 kHz的窄帶信號(hào)，且電平幅值高于本網(wǎng)信號(hào)（見(jiàn)圖6）。通過(guò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)得知附近存在含450 MHz無(wú)線列調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用的既有線和貨場(chǎng)，基于服務(wù)質(zhì)量的干擾檢測(cè)技術(shù)在LTE-R場(chǎng)景測(cè)試中得到了驗(yàn)證。

圖6 基于服務(wù)質(zhì)量的LTE-R干擾檢測(cè)截圖

3.2.2 應(yīng)用成果

檢測(cè)列車(chē)搭載基于服務(wù)質(zhì)量的GSM-R網(wǎng)絡(luò)干擾檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)16條高速鐵路進(jìn)行了GSM-R網(wǎng)絡(luò)干擾在線檢測(cè)。檢測(cè)共發(fā)現(xiàn)干擾問(wèn)題105處，其中外網(wǎng)大信號(hào)阻塞導(dǎo)致全頻段底噪抬升引起的干擾83處、互調(diào)干擾5處、本網(wǎng)基站功率過(guò)高和雜散導(dǎo)致的干擾6處、外網(wǎng)頻段占用干擾11處，干擾類(lèi)型及占比見(jiàn)圖7。

圖7 干擾類(lèi)型及占比

通過(guò)檢測(cè)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，基于服務(wù)質(zhì)量的在線干擾檢測(cè)是高鐵無(wú)線通信干擾檢測(cè)的一種行之有效的手段。無(wú)線干擾檢測(cè)分析結(jié)果可以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)單位開(kāi)展進(jìn)一步的干擾源查找及排除，大大提高了高鐵無(wú)線干擾識(shí)別及干擾源排除工作的效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著高鐵通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)范圍的不斷擴(kuò)大，無(wú)線干擾帶來(lái)的問(wèn)題會(huì)更加多樣化。應(yīng)不斷創(chuàng)新檢測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)手段，使動(dòng)態(tài)在線干擾檢測(cè)成為鐵路無(wú)線干擾檢測(cè)監(jiān)測(cè)體系的重要組成部分。通過(guò)加強(qiáng)無(wú)線干擾檢測(cè)以了解干擾特性并判斷干擾類(lèi)型，根據(jù)不同無(wú)線干擾類(lèi)型的特點(diǎn)采取有針對(duì)性的解決方案，用技術(shù)創(chuàng)新保證無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的清潔，保障鐵路通信的暢通。