铁路数字移动通信系统的传输干扰性能分析与改善
GSM-R系统中主要干扰的分类
Ｃ Ｄ Ｍ Ａ ２ ０ ０ ０ 网络及各家 的 Ｐ Ｈ Ｓ和 Ｅ Ｔ Ａ Ｃ Ｓ 系统 ， 而根据 国家频率资源 的
划分规定 ， 目前 我国运 营商实际 占用的频段情况如下 ： 中国移动 ： Ｇ Ｓ Ｍ９ ０ ０：８ ８ ５ — ９ ０ ９ ＭＨ ｚ上行 ９ ３ ０ — ９ ５ ４ ＭＨｚ 下行 ；
目 前 ，对 于工作在 ９ ０ ０ Ｍ Ｈ ｚ的 Ｇ Ｓ Ｍ 系统来说 ， 微波设备及对讲设
备产生 的杂波干扰 、 有线 电视信号放大器漏泄 的杂散信号干扰 、 宽带射
ＷＣ Ｄ ＭＡ １ ９ ４ ０ ＭＨｚ 一 １ ９ ５ ５ ＭＨ ｚ （ ＆： 行） 、２ １ ３ ０ ＭＨ ｚ 一 ２ １ ４ ５ ＭＨｚ （ 下行） 。
铁路 Ｇ Ｓ Ｍ — Ｒ 系统 与 Ｇ Ｓ Ｍ 系统工作在 同一频段 ， 铁路沿线两 系统 基站 间存在 同、 邻频设 台现象 ， 因此在进行两系统的频率规划时 ， 必须
系统存在 干扰 ，下文将根据不 同方 面进行 简单 的分析与分类 。 目 前公用无线 网络通信 系统主要 由中国移动通信 的 Ｔ Ｄ — Ｓ Ｃ Ｄ Ｍ Ａ和
１ ． ３不可 预 测 信 号 干 扰
Ｇ Ｓ Ｍ９ ０ ｏ：９ ０ ９—９ １ ５ ＭＨ ｚ 上行 ９ ５ ４ — ９ ６ Ｏ ＭＨ ｚ下行 ；
Ｇ Ｓ Ｍ１ ８ ０ ０：１ ７ ４ ５ — １ ７ ５ ５ ＭＨｚ 上行 １ ８ ４ ０ — １ ８ ５ ０ ＭＨｚ 下行 ；
ＰＨＳ： １ ９ ０ ０ —１ ９ ２ ０ＭＨｚ；
外部干扰又主要分为 以下几种情况 ：强信号干扰 、固定频率干扰 、 不可预测信号干扰和非法信号干扰 。
Ｉ ． １强信 号 干 扰
国铁路 系统 中逐 步建 设起一套符合 中国铁路发展 需求 的数字移 动通信
GSM-R移动通信系统的干扰分析及解决方法
ＧＳ Ｍ—Ｒ移 动 通 信 系 统 的 干 扰 分 为 外 部 干 扰 和 内部
干扰 。
２ １ 部 干扰 ．外 （ ）强信 号 干 扰 ：这 种 干扰 是指 合 法 的信 号 占 １ 用 合 法 的频 率 ，由于 功 率过 强造 成 邻 近 频 段 接 收设
备 阻 塞 。通 过 ＧＳ Ｍ—Ｒ 系统 的 工作 频 段 可 以看 出 ，
系统具 有更高 的可 靠性和 Ｑ Ｓ来保障列车 的安全 ｏ 运 行 。因此 ，在 ＧＳ Ｍ—Ｒ移 动通 信 网络 建设 中 应 特
别注 意 解 决 干 扰 问 题 ， 以便 Ｇ Ｍ — Ｓ Ｒ网 络 更 好地 发
挥作用 。
２ＧＭ Ｒ Ｓ － 移动通信 系统 中常见 的干扰分类
干扰 ， 质 上 是 未 按 频 率 分 配 规 定 的 信 号 占据 本 了合 法 信 号 的 频 率 ， 成 合 法信 号 无 法 正 常工 作 而 造 形 成 的 。因此 ，在 分 析 ＧＳ Ｍ—Ｒ移 动 通 信 系 统 中 的
干 扰 时 ， 先 应 明 确 中 国 铁 路 Ｇ Ｍ —Ｒ系 统 的 合 法 首 Ｓ
（ ） 固定频率 的干扰 ：这种干 扰频 率几乎 不 ２
变 ，或 小 范 围抖 动 ， 下 行 都 可 能 存 在 。其 干 扰 信 上 号 呈 现 出稳 定 和 频 谱 干 净 的特 性 ， 有 固 定频 率 的 具 干 扰 源 工 作 于 Ｇ Ｍ－Ｒ移 动 通 信频 段 。由于 中 国铁 Ｓ 路 ＧＳ —Ｒ 频 段 与 中 国移 动 ９ ０ ＨＺ增 补频 段 公 Ｍ ０Ｍ
维普资讯
Ｒａｉ ｙ Ｅｎ ｉｅ ｉｇ ｌ ｇｎ ｅｒｎ ｗａ
GSM—R移动通信系统干扰分析及解决方法研究
GSM—R移动通信系统干扰分析及解决方法研究摘要 GSM-R无线铁路调度通信系统是铁路移动通信系统的重要部分，它是由国际铁路联盟与欧洲电信标准组织协商后以GSM Phase 2+做的标准，它是为了满足于铁路应用而开发的一种无线通信技术。
GSM-R技术在应用过程中容易受到外界环境的干扰，为了保证系统具有稳定的质量和数据可靠性，本文就以泗安至杭州铁路电气化改造GSM-R移动通信系统干扰分析及解决方法进行研究分析。
关键词 GSM-R移动通信系统；干扰；解决方法；研究分析引言移动通信系统受到相关外界因素的干扰将会导致无线网络内数据的质量以及传输可靠性下降，所以确保移动通信网络能够正常的运营，外界影响因素变到最小，就需要做相关干扰评估与协调，而这也是移动通信系统建设中的重要工作之一，而这其中就重点包括了对系统还建、扩容等不同影响因素。
在GSM-R系统内，若出现干扰问题，将会导致系统产生误码，同时还导致系统内通话质量，数据传输质量均下降。
如果出现严重干扰，还会造成频谱资源浪费。
GSM-R系统是车辆铁路中专用系统，它与公共通信系统不同，它对可靠性与QOS要求更高，从而保障车辆在运行中都有良好的通信环境。
1 GSM-R干扰因素分类在GSM-R系统下的干扰因素有很多，并且根据干扰的不同可分为网内干扰跟网间干扰两种。
由于泗安至杭州铁路电气化改造工程与宁杭客专基本并线而行，本文对宁杭客专GSM-R电磁环境在泗安至杭州铁路电气化改造工程沿线的覆盖评率和强度进行分析，用于区分路内信号和外界干扰，便于泗安至杭州铁路电气化改造工程GSM-R建设工程进行频率规划及干扰分析[1]。
1.1 外部干扰分析（1）强信号导致的干扰：这种干扰是指不同频段下的信号过强而造成信号干扰，具体说来就是合法信号占用合法信号，而期间由于国强的信号对附近频段接受、发送造成阻塞。
以泗杭线K83+260为例，现场测试结果如下：由K83+260下行段频谱图结合泗杭线K83+260附近既有GSM-R基站配置信息，圖中受干扰的频点为铁路既有基站信号，排除外部干扰信号。
2024年GSMR铁路移动通信
GSMR铁路移动通信GSM-R铁路移动通信：技术特点与发展前景引言一、GSM-R技术特点1.1专用频段GSM-R使用专用频段，避免与其他通信系统干扰，确保铁路通信的稳定性和可靠性。
在全球范围内，GSM-R主要使用900MHz频段，部分国家和地区使用1800MHz频段。
1.2安全性GSM-R采用了加密和认证机制，确保通信内容的安全。
同时，GSM-R还支持列车无线紧急呼叫功能，提高了列车运行的安全性。
1.3系统容量GSM-R系统具有较大的系统容量，可以满足铁路运营中的大量用户需求。
同时，GSM-R支持多用户同时通话，提高了通信效率。
1.4网络覆盖GSM-R系统实现了铁路线路的全覆盖，确保列车在任何位置都能进行通信。
GSM-R支持跨区切换，保证了列车在不同区域之间的通信连续性。
1.5兼容性GSM-R与其他通信系统具有较好的兼容性，可以与其他铁路通信系统（如TETRA、VHF等）进行互联互通，为铁路运营提供更多选择。
二、GSM-R发展历程与应用现状2.1发展历程GSM-R的发展始于20世纪90年代，欧洲铁路通信标准化组织（ERATO）开始研究铁路通信的标准化问题。
1993年，欧洲电信标准协会（ETSI）正式立项研究铁路通信标准。
1997年，ETSI发布了GSM-R标准。
此后，GSM-R在全球范围内得到了广泛的应用和推广。
2.2应用现状目前，GSM-R已经在全球范围内得到了广泛应用，成为铁路通信领域的事实标准。
在欧洲，GSM-R已经成为所有新建设的高速铁路线路的通信系统。
在中国，GSM-R也得到了广泛应用，成为高速铁路、普速铁路和城市轨道交通的主要通信系统。
三、GSM-R未来发展趋势3.1向LTE-R过渡随着4G移动通信技术的发展，GSM-R将逐渐向LTE-R （LongTermEvolution–Rlway）过渡。
LTE-R基于先进的4G技术，具有更高的数据传输速率、更大的系统容量和更好的性能。
目前，欧洲、中国等国家和地区已经开始进行LTE-R的研究和试验。
我国铁路无线移动通信系统的现状PPT课件
探讨铁路无线移动通信系统的发展趋势和 未来发展方向。
提出加强铁路无线移动通信系统建设和管 理的建议。
02
我国铁路无线移动通信系统概述
系统定义与功能
系统定义
铁路无线移动通信系统是专门为铁路运输生产服务的专用无线通信系统，主要 提供列车调度、铁路公务、应急抢险以及旅客服务等移动通信业务。
运营管理模式及流程优化
01
02
03
运营管理模式
采用集中管理、分级负责 的模式，确保系统高效运 行。
流程优化
针对运营管理中的关键环 节，如故障处理、设备巡 检等，进行优化，提高工 作效率。
标准化管理
制定统一的运营管理标准， 确保各项工作规范化、标 准化。
维护保养策略及成本控制
维护保养策略
制定详细的维护保养计划， 包括定期检查、预防性维 护等措施，确保设备处于 良好状态。
当前阶段
目前，我国铁路无线移动通信系统已经形成了以GSM-R系统为主、其他无线通信系统为辅的格局；同时，随着 5G技术的不断成熟和应用，铁路无线移动通信系统正朝着更高速度、更大容量、更低时延的方向发展。
03
关键技术分析
无线通信协议与标准
GSM-R
基于GSM的铁路无线通信系统，满足列 车调度和列车控制等业务需求。
随着高速铁路的快速发展 和智能化铁路建设的推进， 对铁无线移动通信系统 的要求越来越高。
研究铁路无线移动通信系 统的现状和发展趋势，对 于推动我国铁路事业的发 展具有重要意义。
国内外研究现状及发展趋势
国内研究现状
我国铁路无线移动通信系统已经 取得了一定的成果，但在高速铁 路、山区铁路等特殊环境下的应
高速铁路数字移动通信系统
高速铁路数字移动通信系统在当今高速发展的时代，高速铁路成为了人们出行的重要选择。
而在保障高速铁路安全、高效运行的众多技术中，高速铁路数字移动通信系统扮演着至关重要的角色。
高速铁路数字移动通信系统，简单来说，就是为高速铁路量身定制的一套通信解决方案。
它就像是一条无形的信息高速公路，确保列车上的工作人员、控制系统以及乘客之间能够顺畅、快速、准确地进行信息传递。
首先，我们来了解一下为什么高速铁路需要专门的数字移动通信系统。
高速铁路的运行速度极快，这就对通信的实时性和稳定性提出了极高的要求。
传统的移动通信系统在面对高速移动的场景时，往往会出现信号中断、延迟、数据丢失等问题。
想象一下，如果列车驾驶员与调度中心之间的通信出现了故障，无法及时获取前方路况信息或者接收指令，那将会给列车的运行带来极大的安全隐患。
再者，高速铁路上还有大量的设备需要实时监控和控制，比如列车的动力系统、制动系统、车门系统等，这些设备的数据传输也必须稳定可靠。
此外，随着人们对出行体验的要求不断提高，乘客在列车上也希望能够享受到高质量的通信服务，如流畅的上网、视频通话等。
那么，高速铁路数字移动通信系统是如何实现这些功能的呢？它主要由以下几个部分组成：基站系统是其中的重要一环。
在铁路沿线，会设置一系列的基站，这些基站就像一个个接力站，确保列车在高速行驶过程中始终能够接收到稳定的信号。
基站的覆盖范围和信号强度经过精心设计和优化，以适应高速铁路的特殊需求。
核心网则负责对通信数据进行处理和传输。
它就像是一个中央大脑，管理着整个通信网络的资源分配、数据路由等工作，确保信息能够快速、准确地到达目的地。
终端设备包括列车上的车载通信设备以及工作人员和乘客使用的移动终端。
车载通信设备与列车的控制系统紧密相连，能够实时传输列车的运行状态数据，并接收来自外部的指令。
而乘客使用的移动终端则可以通过无线网络接入系统，满足他们的通信和娱乐需求。
为了保证通信的可靠性和安全性，高速铁路数字移动通信系统还采用了一系列先进的技术。
铁路机车无线调车系统中的干扰问题分析
铁路机车无线调车系统中的干扰问题分析摘要：近年来，社会进步迅速，我国的铁路工程建设的发展也有了创新。
调车作业是铁路运输生产重要的组成部分，其安全管理也是影响铁路运输安全的重要环节。
调车作业需要车站室内外跨部门的多工种人员间密切协调配合，具有流程复杂、点多面广、易受天气条件影响等特点，其主要安全风险来源于人员、机车、车辆等移动因素之间的运行协调不畅。
在机车运行控制方面，近年来在全路陆续装备的无线调车机车信号和监控系统(STP)已经实现了防止闯蓝灯、挤道岔、冲撞土挡、越出站界、超速运行等功能，在其他方面目前未形成有效的控制措施。
为有序控制调车作业中移动因素的交互与运行，形成与指挥环节的高效沟通，通过对STP系统扩充，建立车站调车作业综合监控系统，以实现信息实时共享、运行预警与控制，防止调车安全事故发生。
关键词：铁路机车；无线调车系统；干扰问题分析引言铁路机车无线调车系统通过电磁波传送信息，调车系统发射的无线电波在空中传播的过程中，会受到空间中存在的各种电磁能量的干扰，无线调车系统对信息传送的准确性和实时性要求都非常高，严重的干扰将会造成恶劣的后果1总体方案设计铁路车站调车作业综合监控系统对移动因素的有序交互与运行控制，并与指挥环节进行高效沟通。
实现这一目标的基本条件是对移动对象的精确定位，并通过高实时性的无线通信网络进行信息交互，通过信息交互计算各移动对象的防护控制模式，将系统中的各对象动态信息在指挥环节进行集中显示。
系统总体方案设计主要包括以下4个方面。
（1）移动对象精确定位。
站场内的移动对象包括机车、车辆、人员等，从安全防护需求分析，不仅需要精确定位，而且还需要保障定位的实时性。
目前符合这一要求且应用较为成熟的是卫星定位技术。
其中，北斗卫星导航系统是我国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，在安全、自主、兼容等方面的特点适合应用于铁路。
随着北斗卫星导航系统日趋完备，使用北斗卫星导航系统为核心，同时兼容GPS，GLONASS等全球导航卫星系统，并采用RTK载波相位差分技术以实现更高精度定位。
铁路通信系统中移动通信技术的应用分析
通信网络技术无线通信网络GRIS 节点GSM-R 接口服务器CTC 应用 服务器追踪服务器行调台显示台通信服务器车站自律机车站自律机其他中心 系统GRISCTC 系统BSS机车图2 某全场景的GSM-R 接口服务器测试平台系统 2024年3月25日第41卷第6期129 Telecom Power TechnologyMar. 25, 2024, Vol.41 No.6郭亚昀，等：铁路通信系统中 移动通信技术的应用分析组呼、语音广播以及多级静音等铁路专用业务功能。
GSM-R 系统由网络子系统、基站子系统、运维子系统及终端设备组成。
网络子系统包含移动交换子系统、智能网子系统及通用分组无线子系统等。
具体来说，移动交换子系统负责语音业务的交换连接，智能网子系统实现业务控制逻辑，通用分组无线子系统提供数据业务[2]。
系统使用主从同步机制，不同节点设备从高精度的时钟同步设备后台智能传输服务（Background Intelligent Transfer Service ，BITS ）获取精确的时钟信号。
基站子系统的基站控制器（Base Station Controller ，BSC ）则从移动交换中心（Mobile Switching Center ，MSC ）获取同步时钟。
GSM-R 的频段规划上行频带为885～889 MHz ，下行频带为930～934 MHz ，可以实现不同地域和运营商之间的互操作，每个语音信道的带宽为200 kHz 。
GSM-R 技术在多个方面改进了铁路通信。
第一，实现了语音组呼和语音广播功能，允许一个呼叫者与一个组内的多个用户同时通话，有效支持列车调度通信和运维通信。
语音组呼可以实现16人同时通话，语音广播可以向多个小区内的所有用户广播语音信息。
第二，可以以2 400 b/s 的速率传输车次信息、列车停止信号等关键数据，提高运输安全性。
第三，为调度员下达书面调度命令提供无线传输通道，调度命令数据传输速率可达9 600 b/s 。
铁路GSM-R系统与公众移动通信系统干扰分析研究
． 一—
Ｉ
ｌ — ｊ ຫໍສະໝຸດ 进 行 计 算 。 对 于 基 站 间 的 干 扰 分 析 我 们 使 用 确 定 性 的 分 析 方 法 进 行 分
８
Ｌ
７
析 ，即从干扰源 的功率 出发 减去 中 间的一切损耗 计算 出被 干扰基站 的
图２ Ｃ ＭＡ系统对Ｇ Ｍ－Ｒ Ｄ Ｓ 的干扰
２ Ｃ ＭＡ 统 对Ｇ Ｍ－ 系 统 的 干 扰 Ｄ 系 Ｓ Ｒ
２ １使用频 率 ．
国 内 ｃＤ Ａ系 统 使 用 频 率 是 上 行 ８ ～８ ５ ．下 行 ８ ０ ～ Ｍ ２ ＭＨＺ ３ ＭＨＺ ５ ７ ＭＨＺ
８ＭＨ 。而 铁 路Ｇ Ｍ— 系统 使 用 频 率是 上 行 ８ ５ Ｈ ８ ９ Ｈ 下 行 ９０ ｚ Ｓ Ｒ ８ Ｍ ｚ ８Ｍ ｚ ３ＭＨ ～ 究 和 分 析 给 出 了 系 统 间 不 出现 干 扰 ８０ ｚ
Ｌ。 ｃ 。 Ｄ 发 射 信 号 的 馈线 损 耗 ａ 为Ｃ ＭＡ Ｄ
允许 接收 的杂 散 功 率 ：
ＰＤ 。。￣Ｃ ＭＡ ｃ Ｄ 基站 的杂散 。
功率 ：
Ｌ 。 Ｇ Ｍ— 接 收 信 号 的 馈 线 损耗 ， 为 Ｓ Ｒ
Ｇ 表 示 两 天 线 的 增益 （ 当两 天 线 正 对 时取 １ｄ ｉ ＝３ｄ ｉ 当两 天线 平 Ｂ ×２ ４ Ｂ ， ７
Ｃ ＭＡ 射 频 带 的 抑 制 为７ Ｂ 表 １ 互 调 干扰 的指 标 要 求 。 Ｄ 发 ｄ。 为
表 １ 互 调 干 扰 的指 标 要 求
两 系统 基 站 天 线 Ｃ ＭＡ 射 总 的发 射 Ｇ Ｄ 发 Ｇ Ｍ 双 工 器 在Ｃ Ｍ Ｇ Ｍ 接 收 的 互 调 两 系 统 天线 问所 需 Ｓ Ｒ Ｄ Ａ Ｓ Ｒ
铁路通信信号传输安全问题分析
铁路通信信号传输安全问题分析【摘要】随着我国社会经济的快速发展，中国铁路目前正处于“走出去”的时代背景中，随之而来的网络病毒和网络攻击层出不穷，给中国高铁信号系统信息安全带来很大挑战。
本文对铁路通信信号传输安全问题进行了详细探讨、分析，最后对铁路通信信号系统的信息安全防护提出一些建议。
【关键词】通信信号、传输、安全1 引言作为铁路核心技术之一的铁路信号系统集计算机技术、现代控制技术、通信技术于一体，是保障行车安全、提高运输效率的关键技术装备，我国铁路信号系统主要包含列车运行控制系统（CTCS，简称列控系统）、分散自律调度集中（CTC）系统、计算机联锁系统（CBI）以及相应的监测系统，其中前三个系统直接与行车相关联。
由于以往的传统铁路信号系统中的运行速度较低，所以通信信号系统并不能与信息系统相互连接，这些信息都需要借助铁路信号系统来实现远距离的快速传送，二者如果相互独立则不能满足现代铁路信号系统这一需求。
2.铁路通信信号传输技术应用2．1 SDH传输技术SDH传输方式是一种新的数字传输理念。
它可以实现网络管理的效率，实时监测，动态网络维护，不同厂商设备的互通功能，可以大大提高使用率的网络资源，降低管理成本和维护成本，实现灵活、可靠、高效的网络操作和维护，它是当今世界信息传输技术的发展应用热，光网络近年来已被广泛应用于广播电视领域，光传输方案在微波传输，卫星传输，电缆传输和许多其他的方法和优势，占有重要的地位，现已成为节目传输网的主要传输手段。
3．2 WDM传输技术WDM(或DWDM)是在光纤上同时传输不同波长信号的技术。
其主要过程是将各种波长的信号用光发射机发送后，复用在一根光纤上，在节点处再对耦合的信号进行解复用。
WDM(或DWDM)系统在信号的上下上既可以使用ADM、DXC，也可以使用全光的OADM和OXC，WDM(或DWDM)是基于光层上的复用，它和SDH在电层上的复用有着很大的区别。
同时，通过OADM进行光信号的直接上下，无需经过O／E转换，而拥有EDFA的WDM f或DWDM)可以进行较长距离的光传输而不需要光中继。
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第３３卷第７期铁 道 学 报Ｖｏｌ．３３ Ｎｏ．７２ ０ １ １年７月ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＴＨＥ ＣＨＩＮＡ ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＯＣＩＥＴＹ Ｊｕｌｙ ２０１１文章编号：１００１－８３６０（２０１１）０７－００３８－０６铁路数字移动通信系统的传输干扰性能分析与改善林思雨， 钟章队， 艾 渤（北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室，北京 １０００４４）摘 要：传输干扰率是铁路数字移动通信系统的服务质量指标中重要的一项，其描述铁路数字移动通信系统误码性能对列车控制信息传输的影响程度。
在介绍铁路数字移动通信系统传输干扰基本概念的基础上，分析影响铁路数字移动通信系统传输干扰性能的重要因素，包括列车控制系统信息传输特性、列车控制系统链路层数据传输协议、通信系统越区切换等。
基于列车运行速度与传输干扰间的关系，提出采用分布式天线扩大小区覆盖范围的方案，降低数据传输与越区切换发生的碰撞概率，以改善传输干扰性能。
通过对分布式天线系统覆盖范围以及对其同频干扰、载波干扰比等性能指标的理论分析，证明了分布式天线覆盖方案可以有效地扩大广义小区的覆盖面积以改善铁路数字移动通信系统传输干扰性能。
关键词：高速铁路；铁路数字移动通信系统；服务质量；传输干扰；分布式天线中图分类号：ＴＮ９２９．５；Ｕ２８５．２１ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－８３６０．２０１１．０７．００７Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｏｎ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｒａｉｌｗａｙ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ＳｙｓｔｅｍＬＩＮ Ｓｉ－ｙｕ， ＺＨＯＮＧ Ｚｈａｎｇ－ｄｕｉ， ＡＩ Ｂｏ（Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｒａｉｌ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｓａｆｅｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｉｓ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｅｒｖｉｃｅ（ＱｏＳ）ｏｆ ｔｈｅ ｒａｉｌｗａｙ ｄｉｇｉｔａｌｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｄｉｃｅ，ｗｈｉｃｈ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｂｉｔ ｅｒｒｏｒ ｏｆ ｔｈｅ ＧＳＭ－Ｒ ｓｙｓｔｅｍ ｏｎｔｒａｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｓｓａｇｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．Ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒａｉｌｗａｙ ｄｉｇｉｔａｌ ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍ－ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｔｈａｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒａｉｌｗａｙ ｄｉｇ－ｉｔａｌ ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｉｎｃｌｕｄｅ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｒａｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｓｓａｇｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ｄａｔａ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｉｎ ｔｈｅ ＭＡＣ ｌａｙｅｒ ａｎｄ ｈａｎｄｏｖｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｅｌｌ ｃｏｖｅｒａｇｅ ａｒｅａ ｅｘｐａｎｄｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ａｎｔｅｎｎａｓ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｔｒａｉｎ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｔｈｉｓ ｓｃｈｅｍｅ ｃａｎｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄａｔａ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｈａｎｄｏｖｅｒ ｉｍｐｒｏｖｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏ－ｃｈａｎｎｅｌｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ ｃａｒｒｉｅｒ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｒａｔｉｏ．Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｓｃｈｅｍｅ ｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌｙ－ｓｉｓ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ；ｒａｉｌｗａｙ ｄｉｇｉｔａｌ ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ；ＱｏＳ；ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ；ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ａｎｔｅｎｎａｓ ｓｙｓｔｅｍ 随着列车运行速度的提高，无线通信信号多普勒频移将增大、相干时间减少、电平交叉率变快、越区切换发生频繁，这些变化将对承载列车运行控制信息（简收稿日期：２００９－０６－１０；修回日期：２００９－１２－３０基金项目：国家自然科学基金资助项目（６０８３０００１）；国家重点实验室重点课题（ＲＣＳ２００８ＺＺ００６）北京交通大学优秀博士生科技创新基金资助项目（１４１０５９５２２）。
作者简介：林思雨（１９８４—），男，北京人，博士研究生。
Ｅ－ｍａｉｌ：０７１１１０１７＠ｂｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ称列控信息）传输的铁路数字移动通信系统ＧＳＭ－Ｒ产生不利影响。
服务质量是ＧＳＭ－Ｒ系统性能在业务上的具体体现，直接影响用户满意程度。
目前对ＧＳＭ－Ｒ系统用于列控信息传输业务的服务质量（ＱｏＳ）研究还停留在测试方法以及应用分析上［１－２］，ＱｏＳ指标要求也是根据工程经验结合一定理论分析而制定［３］。
随着列车运行速度的提高，当前我国ＧＳＭ－Ｒ系统如何满足列控信息高效可靠传输的要求成为亟待解决的问题，而传输干扰作为一项保证列控信息可靠有效传输的重要指标，尚需专门研究。
本文在对传输干扰基本概念分析的基础上，指出影响ＧＳＭ－Ｒ系统传输干扰性能的主要因素，包括越区切换频率、越区切换时间、列车运行控制系统消息传输协议等。
基于这些因素对传输干扰指标的影响，提出采用分布式天线方案对铁路沿线进行无线信号覆盖，以改善高速条件下ＧＳＭ－Ｒ系统传输干扰性能，探讨通过分布式天线覆盖的方式降低传输干扰的可行性，并对该覆盖方式下ＧＳＭ－Ｒ系统同频干扰以及载波干扰比等性能指标进行理论分析。
１ ＧＳＭ－Ｒ系统传输干扰ＧＳＭ－Ｒ系统服务质量指标体系由电路域语音业务ＱｏＳ指标、电路域列车控制类数据业务ＱｏＳ指标和分组域数据业务ＱｏＳ指标３部分组成。
其中电路域列车控制类数据业务的ＱｏＳ要求［４］如表１所示。
其中传输干扰性能指标仅在电路域列车控制类数据业务中进行定义。
表１ ＧＳＭ－Ｒ网络列车控制类数据业务ＱｏＳ指标服务质量项目指标值连接建立时延／ｓ＜８．５（概率９５％），≤１０（概率１００％）连接建立失败概率＜１０－２最大端到端传输时延／ｓ≤０．５（概率９９％）连接丢失速率／（次·ｈ－１）≤１０－２传输干扰周期ＴＴＩ／ｓ＜０．８（概率９５％），＜１（概率９９％）传输无差错时间ＴＲＥＣ／ｓ＞２０（概率９５％），＞７（概率９９％）网络注册时延／ｓ≤３０（概率９５％），≤３５（概率９９％），≤４０（概率１００％） 传输干扰用于描述ＧＳＭ－Ｒ系统误码性能对列控信息传输的影响，采用传输干扰率指标进行量化表示。
传输干扰率指标由两个参数组成，分别是传输干扰周期ＴＴＩ和传输无差错周期ＴＲＥＣ。
一个传输干扰周期指通信连接正常情况下，３０字节列控信息无法正确传输的一段时间。
如果车载设备接收到的列控信息中出现误码或发现丢包，则传输干扰发生。
传输干扰周期之后必须要有一段时间将列控信息准确无误地发送给车载设备，这段时间称为传输无差错周期或传输恢复周期。
图１所示为信道状态与帧传输的关系。
传输干扰不仅与无线信道状态有关，而且与数据帧长度有关。
情况Ａ表示数据帧早于传输干扰周期开始发送；情况Ｂ表示无差错传输时间不足以发送数据帧；情况Ｃ表示无数据帧发送；情况Ｄ表示数据帧传输晚于传输干扰周期结束。
传输干扰传输恢复正常传输正确帧帧状态误帧正确信道状态错误A B C D图1信道状态与帧传输状态的关系２ 影响传输干扰的主要因素ＧＳＭ－Ｒ系统传输干扰性能与列控系统的安全性和可靠性关系紧密。
掌握影响ＧＳＭ－Ｒ系统传输干扰的主要因素对于改善通信系统性能、保证列车高速安全运行具有重要作用。
２．１ ＧＳＭ－Ｒ系统对传输干扰指标要求ＧＳＭ－Ｒ系统的传输干扰指标是根据列控系统服务质量要求结合ＧＳＭ－Ｒ系统本身特性制定的。
在分析影响传输干扰主要因素前，需要说明ＧＳＭ－Ｒ系统传输干扰要求的制定方法［４］。
文献［４］定义传输干扰的最差情况是越区切换伴随着强占业务同时进行。
在低优先级呼叫被强占过程中，数据传输将在切换后的小区内继续进行，此时当前小区的服务质量会越来越差，切换后小区的质量将越来越好，如图２所示。
完成整个过程需要约９００ｍｓ的时间，即强拆呼叫释放时延（约为６００ｍｓ）加上切换时延（约为３００ｍｓ）。
但强拆呼叫释放时间以及切换时延都是统计平均值，为满足统计特性，要求ＴＴＩ＜０．８ｓ（概率为９５％）和ＴＴＩ＜１ｓ（概率为９９％）。
传输干扰周期正确错误信道状态切换请求切换强占时间图2越区切换造成传输干扰过程传输无差错周期ＴＲＥＣ是在传输干扰周期后用来重新发送错误的和等待传输的数据分组。
最小传输无差错周期ＴＲＥＣ必须保证至少一个完整列控信息传输完毕。
列控信息一般长度为２５０字节到５００字节，传输５００字节大约需要７ｓ的无差错传输时间。
最大可能的传输无差错时间是从正常切换到当前小区至下一次正常越区切换开始的时间间隔。
假设列车速度为３６０ｋｍ／ｈ，小区直径一般大于２ｋｍ，那么发生切换的时间间隔约为２０ｓ。
因此要求ＴＲＥＣ＞２０ｓ（概率为９５％），ＴＲＥＣ＞７ｓ（概率为９９％）。
２．２ 列控系统特性对传输干扰的影响传输干扰由多种因素造成，列控系统特性对于传９３第７期铁路数字移动通信系统的传输干扰性能分析与改善输干扰的影响主要体现在列控信息传输过程中发生越区切换的概率（简称为碰撞概率）上，如图３所示。
(b)消息传输与越区切换发生碰撞越区切换时间;信息安全传输区间。
信息安全传输时间消息传输时间(a)消息传输未发生碰撞信息安全传输时间消息传输时间消息传输时间图3数据传输与越区切换发生碰撞图３（ａ）中表示消息传输在越区切换间隔时间内完成，没有碰撞发生。