第四講 干擾協(xié)調

第四講干擾協(xié)調2023/5/61第1頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三一、問題的提出2023/5/62第2頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三1、無線頻譜資源MHz上行鏈路下行鏈路8808909151710178592593596018051880P-GSMGSM1800GSM19001850191019301990

R-GSM876921960960915915

E-GSM2023/5/63第3頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三2、共用EGSM頻段共用EGSM頻率資源：885-889MHz/930-934MHz鐵道部在鐵路車站及鐵路軌道沿線兩側的地域內使用，建設鐵路專用GSM－R移動通信網。中國移動在鐵路車站及鐵路軌道沿線兩側一定區(qū)域以外使用。2023/5/64第4頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三(1)同頻干擾2023/5/65第5頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三(2)干擾的產生——鄰頻干擾C(0dB)Ic(-9dB)Ia1(+9dB)Ia2(+41dB)F1+200

kHz+400

kHz2023/5/66第6頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三(3)正常通信條件對同頻和鄰頻載干比要求：

forcochannelinterference: C/Ic=9

dBforadjacent(200

kHz)interference: C/Ia1=?9

dBforadjacent(400

kHz)interference: C/Ia2=?41

dBforadjacent(600

kHz)interference: C/Ia3=?49

dB2023/5/67第7頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三(4)干擾導致的結果GSM-R系統(tǒng)和GSM系統(tǒng)的通信質量惡化，情況嚴重時，將導致通信中斷。通信中斷對GSM-R系統(tǒng)而言，即降低了可靠性和行車效率。2023/5/68第8頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三二、無線電波傳播理論2023/5/69第9頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三1、無線電波傳播特性2023/5/610第10頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三(1)無線電波傳播特性平均路徑損耗對數(shù)正態(tài)陰影(慢)衰落信號快衰落信號

三者疊加構成了最終的接收信號。2023/5/611第11頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三(2)快衰落信號快衰落是由多徑傳播和移動臺移動引起的，故又稱多徑衰落?？焖ヂ鋰乐貢r深度達到20~40dB，這種現(xiàn)象可能會造成接收信號的惡化。研究指出，在多徑傳播過程中，假設存在N條多徑信道：N條信道相互獨立且沒有一個信道的信號占主導地位，此時接收信號的包絡衰落變化服從瑞利分布。如果存在一個起支配作用的直射波，則接收信號的包絡為萊斯分布。2023/5/612第12頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三(3)慢衰落信號接收信號除瞬時值出現(xiàn)快衰落之外，由陰影效應和氣象原因引起的信號變化，場強中值（平均值）也會出現(xiàn)緩慢變化，稱為慢衰落。慢衰落接收信號近似服從對數(shù)正態(tài)分布，變化幅度取決于障礙物狀況、工作頻率、障礙物和移動臺移動速度等。2023/5/613第13頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三2、無線電波傳播模型自由空間傳播模型HATA模型COST231WIM模型衰減因子模型2023/5/614第14頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三（1）小區(qū)分類宏小區(qū)覆蓋半徑約1～30Km，基站發(fā)射天線通常架設在周圍建筑物上方，在收發(fā)之間通常沒有直達射線。宏小區(qū)的覆蓋適用于鐵路沿線的環(huán)境。微小區(qū)的覆蓋半徑約0.1～1Km，覆蓋面積并不一定是圓的，發(fā)射天線的高度和周圍建筑物高度相同或略高或略低，通常收發(fā)天線之間分為兩種情況：視距情況和非視距情況。微小區(qū)覆蓋可應用在編組站、大型車站等業(yè)務量較大但對列車速度要求不高的地區(qū)微微小區(qū)的半徑約0.01～0.1Km，分為室內和室外兩種情況。發(fā)射天線在屋頂下面或建筑物內。無論室內還是室外，通常都需要考慮視距和非視距兩種情況。2023/5/615第15頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三（2）自由空間傳播模型預測接收機和發(fā)射機之間完全無阻擋的視距路徑時的接收信號場強適用范圍：衛(wèi)星通信系統(tǒng)和微波視距無線鏈路自由空間路徑損耗為：2023/5/616第16頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三（3）HATA模型適用范圍：適用于宏小區(qū)，但不適用于微小區(qū)和微微小區(qū)。頻率f：150～1500MHz距離d：1～20km基站天線高度hb：30～200m移動臺天線高度hm：1～10m

2023/5/617第17頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三路徑損耗公式：市區(qū)：

大城市：中小城市：2023/5/618第18頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三校正因子郊區(qū)：鄉(xiāng)村（準開放）：鄉(xiāng)村（開放）：2023/5/619第19頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三路徑損耗GSM-R下行鏈路工作頻段930-934MHz。計算選取頻點f=932MHz，基站高度為35米、45米、50米的情況下，分別計算手持臺（天線高度：1.5m）和機車臺（天線高度：4.5m）的路徑損耗。2023/5/620第20頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三路徑損耗

基站高度移動臺天線高度35m45m50m大城市1.5m125.89+34.79Logd124.38+34.07Logd123.75+33.77Logd4.5m121.91+34.79Logd120.41+34.07Logd119.77+33.77Logd中小城市1.5m125.87+34.79Logd124.36+34.07Logd123.73+33.77Logd4.5m119.46+34.79Logd117.95+34.07Logd117.32+33.77Logd郊區(qū)1.5m115.868+34.79Logd114.35+34.07Logd113.72+33.77Logd4.5m111.88+34.79Logd110.38+34.07Logd109.74+33.77Logd鄉(xiāng)村（準開放）1.5m106.56+34.79Logd105.05+34.07Logd104.42+33.77Logd4.5m102.58+34.79Logd101.08+34.07Logd100.44+33.77Logd鄉(xiāng)村（開放）1.5m97.23+34.79Logd95.73+34.07Logd95.09+33.77Logd4.5m93.25+34.79Logd91.75+34.79Logd91.11+33.77Logd2023/5/621第21頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三機車臺最小接收(中值)電平假定：f=932MHz，hm=4.5m，Gb=10dB(含饋線、接頭損耗)，Gm=0dB(含饋線、接頭損耗)，Pt=43dBm(20W)機車臺接收(中值)電平：Pr(dBm)=Pt+Gb+Gm-L=53-L(dBm)機車臺靈敏度-104dBm線路設計裕度機車臺最小接收(中值)電平高速列控3dB饋線損耗，3dB老化保護，快衰落保護3dB，慢衰落保護11dB(95%可通率),干擾噪聲2dB，環(huán)境噪聲保護2dB，列控2dB，高速3dB-75dBm非列控3dB饋線損耗，3dB老化保護，快衰落保護3dB，慢衰落保護11dB(95%可通率),干擾噪聲2dB，環(huán)境噪聲保護2dB，高速3dB-77dBm普速列控3dB饋線損耗，3dB老化保護，快衰落保護3dB，慢衰落保護11dB(95%可通率),干擾噪聲2dB，環(huán)境噪聲保護2dB，列控2dB-78dBm非列控3dB饋線損耗，3dB老化保護，快衰落保護3dB，慢衰落保護11dB(95%可通率),干擾噪聲2dB，環(huán)境噪聲保護2dB-80dBm2023/5/622第22頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三機車臺覆蓋半徑線路35m45m50m大城市列控(-78)1.8252.0462.151非列控(-80)2.0832.3422.465中小城市高速列控(-75)1.7601.9722.071高速非列控(-77)2.0092.2582.374普速列控(-78)2.1462.4162.542普速非列控(-80)2.4502.7652.913郊區(qū)高速列控(-75)2.9063.2903.473高速非列控(-77)3.3183.7663.981普速列控(-78)3.5454.0294.261普速非列控(-80)4.0464.6124.884鄉(xiāng)村（準開放）高速列控(-75)5.3796.1686.548高速非列控(-77)6.1407.0617.505普速列控(-78)6.5607.5548.034普速非列控(-80)7.4888.6489.208鄉(xiāng)村（開放）高速列控(-75)9.97411.58712.371高速非列控(-77)11.38513.26414.178普速列控(-78)12.16414.19215.178普速非列控(-80)13.88616.24617.3962023/5/623第23頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三(4)COST231WIM模型適用范圍：適用于宏小區(qū)、微小區(qū)頻率f：800～2000MHz距離d：0.02～5km基站天線高度hb：4～50m移動臺天線高度hm：1～3m2023/5/624第24頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三路徑損耗公式：視距路徑：其中，Lfs=自由空間損耗=當帶入GSM-R頻點f=932MHz時，2023/5/625第25頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三非視距路徑：

=從屋頂?shù)浇置娴难苌浜蜕⑸鋼p耗=多遮蔽物衍射損耗街道方向因子ω：道路寬度；b：建筑物的間隙；hf：建筑物高度2023/5/626第26頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/627第27頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三路徑損耗當選取GSM-R頻點f=932MHz，道路寬度=10m，建筑物高度=20m，街道方向因子=350，建筑物間隙=10m，基站高度為35m、45m、50m的情況下，分別計算手持臺（天線高度：1.5m）和車載臺（天線高度：4.5m）的路徑損耗。所得計算結果，如下表所示：2023/5/628第28頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三路徑損耗基站高度35m45m50m大城市141.14+38Logd141.78+38Logd141.99+38Logd中小城市141.12+38Logd141.76+38Logd141.97+38Logd2023/5/629第29頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三覆蓋半徑基站高度35m45m50m大城市0.8267389920.7952914540.785235635小城市0.8277415140.7962558420.786187828前提條件同宏小區(qū)2023/5/630第30頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三(5)衰減因子模型2023/5/631第31頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三路徑損耗其中nsf表示同層測試的指數(shù)值；FAF表示樓層衰減因子對于目前的GSM-R網絡來說，室內覆蓋的頻段為900MHz，近地距離d0取1m，f=900MHz時，近地點的自由空間路徑損耗為31.48，故衰減因子模型可簡化為：2023/5/632第32頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三路徑損耗在實際工程中，大型建筑物樓層之間往往采用鋼結構和鋼筋混凝土結構，對信號的屏蔽很強，在此僅考慮信號對同層的覆蓋，衰減因子公式可簡化為：Nsf的取值可查經驗表，辦公樓為3.25，一般建筑物為2.76，d0取1m2023/5/633第33頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三路徑損耗故GSM-R網絡中微微小區(qū)的路徑損耗為：辦公樓：一般建筑物：2023/5/634第34頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三3、EIRENE對場強的規(guī)定在[EIRENESRSrefCLA111D004v14]中定義了ERIENE最低覆蓋要求，這一標準保證了火車通過GSM-R保持通訊的標準性能，即使在停車的情況下也要滿足。電平覆蓋要求指的是安裝在機車頂部的天線所能接收的電平強度，根據(jù)不同的火車速度將定義不同的電平覆蓋要求。對于每個100米的間隔內，滿足電平要求的累積分布概率是95%。也就是說，在每個100米的間隔內，按95%的累積分布概率，所測量到的覆蓋電平要大于或等于一個指定的值。2023/5/635第35頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三覆蓋電平要求對于語音和非安全數(shù)據(jù)，以38.5dBV/m(-98dBm)的覆蓋電平，達到95％的覆蓋概率；對ETCS2/3級，行駛速度小于或等于220km/h的鐵路線，以41.5dBV/m(-95dBm)的覆蓋電平，覆蓋概率達到95％。對ETCS2/3級，行駛速度大于280km/h的鐵路線，以44.5dBV/m(–92dBm)的覆蓋電平，覆蓋概率達到95％；對ETCS2/3級，行駛速度大于220km，小于或等于280km/h的鐵路線，覆蓋電平在41.5dBV/m和44.5dBV/m之間(-95dBm和–92dBm之間)，覆蓋概率達到95％。2023/5/636第36頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三三、鐵道部與中國移動的協(xié)調規(guī)程2023/5/637第37頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三1、背景根據(jù)信息產業(yè)部《關于鐵路專用GSM-R移動通信系統(tǒng)使用頻率及有關問題的函》的有關要求，鐵道部與中國移動通信集團有限公司就共用EGSM頻率時的設臺協(xié)調和干擾處理制定了相關規(guī)程。2023/5/638第38頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三2、協(xié)調的機構鐵道部、中國移動分別確定各自的協(xié)調歸口管理部門，處理共用EGSM頻率有關設臺協(xié)調和干擾的處理問題。鐵道部無線電管理辦公室全面負責與中國移動的協(xié)調工作，其下設分支機構為鐵路局無線電管理機構。中國移動通信公司XXX部負責與鐵道部的協(xié)調工作，其下設分支機構為中國移動公司各省分公司。中華人民共和國信息產業(yè)部是最終的協(xié)調仲裁機構。2023/5/639第39頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三3、協(xié)調的程序根據(jù)鐵路GSM-R網絡發(fā)展規(guī)劃和建設安排，鐵道部以書面材料的方式，在設計工作完成后向中國移動通報GSM-R系統(tǒng)建設情況，其中包括建設范圍、基站站址、建設時間等。中國移動應在收到書面材料1個月內給予書面回復。必要時雙方可以會議的形式研究具體處理辦法。中國移動在鐵路沿線采用共用頻段建設GSM系統(tǒng)時，應按前述規(guī)定向鐵道部通報建設情況。2023/5/640第40頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三4、協(xié)調的內容雙方的移動通信網絡受到干擾時，受干擾的一方應提供干擾的測試報告。干擾測試報告應由具備相應資質和能力的機構負責提供。報告的內容應包括：受干擾的頻率、位置、時間、業(yè)務的性質、干擾信號的強度、頻譜圖及干擾源的可能位置等。2023/5/641第41頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三(1)干擾的處理由雙方主管部門組織，密切配合，盡快查找干擾產生的原因。如確定干擾確由已方引起，則應立即提出解決方案，并消除干擾，在10個工作日內將干擾的處理結果通知對方。下屬主管部門應同時將干擾報告和處理結果報鐵道部和中國移動進行備案。2023/5/642第42頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三(2)干擾的處理為保證雙方的移動通信系統(tǒng)正常運用，對經確認的干擾，可能危及鐵路行車安全和系統(tǒng)運營質量時，雙方應建立緊急處理機制，采取有效果斷措施進行處理以消除干擾。無法協(xié)調處理的干擾，雙方應報請當?shù)厥〖墴o線電管理機構負責協(xié)調解決。若仍無法解決時，則各自報請上級主管部門協(xié)調解決。2023/5/643第43頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三5、對邊界場強的規(guī)定鐵路GSM-R系統(tǒng)覆蓋范圍邊界最大場強2023/5/644第44頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三(1)鐵路GSM－R系統(tǒng)覆蓋范圍在直轄市、省會城市和計劃單列市的城區(qū)，鐵路GSM-R覆蓋范圍應小于鐵路軌道兩側各2km；其他地域覆蓋范圍應小于鐵路軌道兩側各6km。覆蓋范圍內應滿足鐵路GSM-R系統(tǒng)專用移動通信業(yè)務應用的需要。2023/5/645第45頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三(2)邊界最大場強直轄市、省會城市、計劃單列市城區(qū)以鐵路兩側2km處為鐵路GSM-R覆蓋區(qū)邊界，邊界處GSM－R的覆蓋場強，其接收機接收電平應不大于-80至-85dBm（50%的地點和時間概率）。2023/5/646第46頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三(3)邊界最大場強其他地區(qū)以鐵路兩側6km處為鐵路GSM-R覆蓋區(qū)邊界，邊界處GSM-R的覆蓋場強，其接收機接收電平應不大于-80至-85dBm（50%的地點和時間概率）。2023/5/647第47頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三(4)邊界場強覆蓋率與區(qū)內通信概率的關系2023/5/648第48頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三四、在GSM-R的建設中貫徹協(xié)調程序2023/5/649第49頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三1、GSM-R網絡建設前對沿線的電磁環(huán)境進行測量對中國移動沿鐵路線EGSM頻段使用調查2023/5/650第50頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三(1)對大秦沿線的電磁環(huán)境進行測量2023/5/651第51頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三(2)對青藏沿線的電磁環(huán)境進行測量2023/5/652第52頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三(3)沿線電磁環(huán)境測量工具采用Griffin場強測試儀2023/5/653第53頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三2、GSM-R網絡建設中合理的無線網絡規(guī)劃合理的場強設計科學的場強驗收2023/5/654第54頁，共60頁，2023年，2月20日，星期三(1)合理的無線