高速铁路沿线电磁干扰分析和应对策略

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1、高速铁路沿线电磁干扰分析及应对策略■宾 凌一、引言目前国内高铁建设正如火如荼地进行，铁道部预计在2020年前建设高速铁路里程将超过1.2万公里。既有线上绝大部分中高端旅客将被分流至高铁上，各大运营商出于服务旅客的目的及竞争的需要势必进行高铁沿线的移动覆盖。但高速铁路沿线基本上由高架桥及隧道构成，且所经区域绝大部分为人烟稀少的郊区农村，种种原因导致高铁沿线通信基础资源的稀缺。因此，运营商除考虑相互间的共建共享以外，还必须考虑共享铁路部门的通信基础设施。而由此所带来的多系统间干扰也势必成为运营商亟须解决的首要问题。二、需考虑的干扰类型上文提到由于铁路通信资源有限将导致多系统间

2、存在干扰，干扰的大小是影响网络运行的关键因素，对通话质量、掉话、切换、拥塞均有显著影响。如何降低或消除干扰是网络规划、优化的首要任务。从干扰形成机理的角度，系统间干扰可分为杂散干扰、互调干扰及阻塞干扰三种（考虑到一般情况下系统间间隔频率大于工作带宽数倍，因此本文中不考虑邻频干扰的问题）。（一）杂散干扰由于发射机中的功放、混频、滤波等器件工作特性非理想，会在工作带宽以外较宽的范围内产生辐射信号分量（不包括带外辐射规定的频段），包括电子热运动产生的热噪声、各种谐波分量、寄生辐射、频率转换产物以及发射机互调等。3GPP将该部分信号通归为杂散辐射，因为其分布带宽很广，也称为宽带噪

3、声。根据3GPP规定：杂散辐射适用于指配带宽以外、有效工作带宽2.5倍以上的频段。当两系统的工作频段相差带宽2.5倍以上时，滤波器非理想性将主要表现为杂散干扰。（二）互调干扰互调干扰集中在各系统的下行输出，在进行合路时的互调产物上，主要表现为三阶互调干扰。如果互调产物落在其中某一个系统的上行接收频段内，从而对该系统基站的接收灵敏度造成一定的影响。（三）阻塞干扰任何接收机都有一定的接收动态范围，在接收功率超过接收动态允许的最大功率电平时，会导致接收机饱和，从而降低接收机的增益，导致接收机的灵敏度恶化，长时间的阻塞还可能造成接收机的永久性性能下降。阻塞干扰的根本原因在于接收滤

4、波器的抑制能力不够，与发射信号的带外杂散无关。三、系统间干扰分析由于高速客专乘客大部分为运营商中高端用户，运营商在高铁沿线引入系统较多。其中电信为CDMA800M系统（CDMA2000系统从目前电信用户的发展趋势看，可暂不考虑）、移动为GSM900M和TD-SCDMA系统（DCS1800系统更多是为增加用户容量而建设，从目前高铁乘客流量来看，可暂不考虑）、联通为GSM900M和WCDMA系统。除此之外，还需考虑铁路调度通信系统GSM-R系统。各通信系统的参数指标见下表：运营商名称系统名称基站发，移动台收基站收，移动台发阻塞电平要求基站杂散要求电信CDMA800870MHz

5、～880MHz825MHz～835MHz-13dBm60dBc移动GSM900935MHz～954MHz890MHz～909MHz8dBm-96dBm/100kHzTD-SCDMA2010MHz～2025MHz2010MHz～2025MHz-15dBm-98dBm/100kHz联通GSM900954MHz～960MHz909MHz～915MHz8dBm-96dBm/100kHzWCDMA2110MHz～2170MHz1920MHz～1980MHz-15dBm-98dBm/100kHz铁路GSM-R930MHz～934MHz885MHz～889MHz8dBm-96dBm/1

6、00kHz考虑到移动、联通GSM900M系统与铁路GSM-R系统都归属于GSM制式，因此，本文将就GSM/CDMA/WCDMA/TD-SCDMA四个系统间干扰情况进行分析。同时，考虑到高铁沿线通信基础资源稀缺且各运营商覆盖目标一致的情况，系统间干扰按四系统共站且天线朝向一致的情况进行分析。（一）干扰隔离度计算公式1、杂散干扰隔离度计算公式LIso=Pt+YZamp-Lsg-Nmax-10log（BW1/BW2）其中：Pt为干扰系统额定发射功率单位：dBmYZamp为干扰系统功率放大器带外抑制度单位：dBc/kHzLsg为干扰系统双工器带外抑制度单位：dBNmax为被干扰系

7、统能容忍的杂散上限单位：dBmBW1为干扰系统信号带宽单位：kHzBW2为被干扰系统带宽单位：kHz2、阻塞干扰隔离度计算公式LIso=Pt-Lsg-Nmax-10log（BW1/BW2）其中：Pt为干扰系统额定发射功率单位：dBmLsg为被干扰系统双工器带外抑制度单位：dBNmax为被干扰系统能容忍的阻塞上限单位：dBmBW1为干扰系统信号带宽单位：kHzBW2为被干扰系统接收机带宽单位：kHz3、互调干扰隔离度计算公式LIso=Pt-Nmax-10log（BW1/BW2）其中：Pt为落入带内的交调信号功率强度单位：dBmN