CDMA天馈线与 GSM-R天馈线共站干扰研究

舒培炼,张 敏

(湖南省邮电规划设计院有限公司 湖南 长沙 410000;长沙通信职业技术学院,湖南 长沙 410015)

CDMA天馈线与 GSM-R天馈线共站干扰研究

舒培炼,张 敏

(湖南省邮电规划设计院有限公司 湖南 长沙 410000;长沙通信职业技术学院,湖南 长沙 410015)

文章对 CDMA直放站天馈线与 GSM-R天馈线共站干扰进行分析,并以高铁浏阳河隧道为例,进行了实际测试,并提出了共站干扰解决办法。

GSM-R系统;CDMA系统;共站址;直放站;干扰

一、引言

高铁列车调度使用的是 GSM-R移动通信系统,而 CDMA网络武广沿线的隧道采用的覆盖方式多为直放站,且隧道口的 CDMA直放站天馈线与 GSM-R天馈线共用铁塔,两系统频谱间隔很近,收发之间将会产生干扰。文章对 CDMA直放站天馈线与 GSM-R天馈线共站干扰进行分析,并以高铁浏阳河隧道为例,进行了实际测试,并提出了共站干扰解决办法。

二、GSM-R系统与 CDMA系统的工作频段

1.GSM-R系统的工作频段

GSM-R(GSM for Railway)中文全称为铁路移动通信系统标准,是一种专门为铁路设计的专业无线数字通信系统,基于 GSM系统技术平台,针对铁路通信列车调度、列车控制、支持高速列车等特点,为铁路运营提供定制的附加功能的一种经济高效的综合无线通信系统,并将铁路移动通信所具有的特色 (群呼、组呼、优先级别、强插、强拆等功能)加进去,构成GSM-R用于铁路的全球移动通信系统的解决方案。2002年,铁道部决定在国内选择 GSM-R作为铁路专用移动通信系统,替代原有的模拟通信系统,在实验成功的基础上逐步在全国各条铁路干线和新建城际客运专线上推广使用。

GSM-R的工作频段:移动站到基站 (上行链路)为 885～889MHz,基站到移动站 (下行链路 )为 930～934MHz。

2.CDMA系统的工作频段

CDMA网络上行频率为 825～835MHz;下行频率为 870～880MHz,实际每载波宽度为 1.2288MHz。对于 800M CDMA网络除A段外其它频带内中心频点频率的计算公式为:上行825.00MHz+0.03MHz＊ N,下行 870.00MHz+0.03MHz＊ N。

表 1 CDMA系统实际工作中心频率与频点的关系

3.频段分析

根据理论分析,CDMA直放站 (基站)功放和其它功放一样,肯定存在非线性,也产生三阶交调、二次谐波、三次谐波等等,但关键是其后的发信滤波器的滤波性能决定了其输出带外杂散发射值是否超标,因此衡量 CDMA直放站 (基站)带外杂散发射值,是由机架输出口测试决定的。

根据频率分析,800MHz CDMA系统下行频段对 GSM-R系统上行频段很容易产生干扰,产生的干扰源有 C网三阶交调、二次谐波、三次谐波等等。目前 CDMA直放站下行输出有三个频点:37频点中心频率:871.11MHz,201频点中心频率:876.03MHz,283频点中心频率:878.49MHz。存在的三阶交调产物有:283频点与 37频点:878.49×2-871.11=885.87 MHz(重点干扰源);37频点与 283频点:871.11×2-878.49=863.77MHz;283频点与 201频点:878.49×2-876.03=880.95MHz;201频点与 283频点:876.03×2-878.49=873.57MHz;201频点与 37频点:876.03×2-871.11=880.95 MHz;37频点与 201频点:871.11×2—876.03=866.19MHz。只有 885.87MHz这个三阶交调产物落在 GSM-R收信频段带内,其它的二次谐波,和频和差频分量都落在 RSM-R收信频段带外。因此,两系统共存的前提是 CDMA系统带外杂散是否合格。

三、GSM-R系统与 CDMA系统共站的天线隔离

1.共站时天线隔离的措施

针对上述干扰可能,工程实施时须采取相应措施以满足CDMA发射端同 GSM-R系统接收端的隔离度要求。具体措施有:在 CDMA发射端加装带阻滤波器;合理利用空间隔离;合理利用地形地物阻挡;调整天线方向,尽量避免两系统天线近距离面对面安装。

2.共站时的技术要求

(1)CDMA系统基站发射机和直放机在带外各频段的杂散发射限值指标须满足核准限值要求,详见表 2。

表 2 800MHzCDMA系统基站带外杂散发射核准限值

(2)两系统基站天线之间的水平距离≥50米时,CDMA系统基站的带外杂散发射限值须满足核准限值的指标要求,不需要加装滤波器。

(3)当两系统基站天线之间的水平距离 >10米且≤50米时,中国电信的 CDMA系统基站除满足核准限值的技术指标外,还须加装滤波器后方能进行实效发射,两系统天线之间水平距离在 20～50m时,需加装带外衰减不小于 10dB的滤波器,两系统天线之间水平距离在 10～20m时,需加装带外衰减值不小于 15dB的滤波器。

四、CDMA直放站与 GSM-R共站干扰测试分析

根据上述情况,对 CDMA直放站带外输出杂散和干扰情况进行了测试分析,测试地点选择在高铁浏阳河隧道口 GSM-R基站,该站为 GSM-R基站与 CDMA直放站共站址。如图 1所示,其中高铁浏阳河隧道为泄漏电缆覆盖方式,CDMA天线覆盖高铁浏阳河隧道口外。

图 1 高铁浏阳河隧道口 CDMA直放站与 GSM-R共站址

1.CDMA直放站 (基站)发射机带外杂散发射值是否超标

(1)直放站未加 870～880带通滤波器时的输出测试,测试连接见图 2,测试输出见图 3所示。

图 2 直放站未加 870～880带通滤波器时的测试连接

图 3 直放站未加 870～880带通滤波器时的输出

如图 3所示,885MHz输出过高为:-60dBm,指标值为:-67dBm/100kHz,指标不合格。指标参见表 2所示。

(2)直放站加 870～880带通滤波器时的输出测试,测试连接见图 4,测试输出见图 5所示。

图 4 直放站加 870～880带通滤波器时的测试连接

图 5 直放站加 8 7 0～8 8 0MHz带通滤波器的输出

如图 5所示,885 MHz输出小于 -100dBm,指标为:-67dBm/100kHz,指标合格。

(3)测试结果表明,CDMA直放站输出端原有的带通滤波器指标较差,带外杂散发射值超标,必须在其输出端再加一个性能好的 870～880MHz带通滤波器。这样在带外杂散发射值指标合格的情况下,才能将 CDMA信号送入发射天线,避免干扰 GSM-R系统。

2.CDMA天线与 GSM-R天线空间间隔不够,造成抗干扰能力差

高铁浏阳河隧道口采用的是 A.Lucent的设备。A.Lucent设备供货商根据其设备参数及滤波器性能,对天线隔离提出的要求为:CDMA系统对 GSM系统的干扰,当两系统共站时,天线垂直间隔应大于 0.6米,天线水平间隔应大于 2.2米。现场情况,符合要求。

图 6 GSM-R收信天线口测试连接

图 7 GSM-R收信天线馈线口加 885～909带通滤波器时的输出

图 6为 GSM-R收信天线口测试连接。图 7为 GSM-R收信天线馈线口加 885～909带通滤波器时的输出,为 GSMR手机开机时的信号。很明显,经 885～909带通滤波器滤除所有移动通信 (GSM、CDMA)下行信号后,底噪变得很小,为 -105 dBm。

五、结论

文章以高铁浏阳河隧道为例,对 CDMA直放站天馈线与GSM-R天馈线共站干扰进行了实际测试。测试结果表明,CDMA直放站输出端原有的带通滤波器指标较差,带外杂散发射值超标。解决办法:在 CDMA直放站输出端加一个性能好的 870～880MHz带通滤波器,这样在带外杂散发射值指标合格的情况下,才能避免干扰 GSM-R系统,达到共站址的目的。

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[4] 刘晓锋.GSM/GSM-R网络干扰分析与测量.[D]北京交通大学,2006:38-42

Resea rch on Site Shar ing In terference
of CDM A An tenna Feeder and GSM-R An tenna Feeder

SHU Pei-lian,ZHANGM in
(Hu’nan Posts and Telecomm unications Planning and Designing Institute Co.L td.Changsha,China 410000,Hunan;Changsha Telecomm unications and Techno logy Vocational Co llege,Changsha,China 410015,Hunan)

Thispaper analyzes the site sharing interference of CDMA repeater antenna feeder and GSM-R antenna feeder.L iuyang River tunnelof high speed railway is taken as an examp le to carry on the actual testand the solution of site sharing interference isput forward.

GSM-R system;CDMA system;site sharing;repeater;interference

TM 2

A

1671-5004(2010)06-0022-03

2010-11-06

舒培炼 (1982-),男,湖南娄底人,湖南省邮电规划设计院有限公司网规网优工程师、项目经理,从事移动通信网络

规划、优化、设计等工作。

张 敏 (1974-),女,湖南平江人,长沙通信职业技术学院讲师,华中科技大学电子与通信工程专业工程硕士,研究方向:移动通信技术。