干扰分析与防护

1、GSM/GSM-R干扰分析与防护 钟章队 北京交通大学 2006年2月10日 目 录 1. 干扰分析的目的 2. GSM-R无线通信资源环境与正常通信条件 3. 干扰源的分析 4. 干扰的防护措施 5. 在GSM/GSM-R中矛与盾的关系 6. GSM-R场强覆盖预测与规划 7. 结论 1. 干扰分析的目的 目的：正确地认识认识干扰，找出正确的传输技术和组网 技术； 有线通信是在噪声噪声中的信号传输，无线通信是在噪声噪声 和干扰和干扰中的信号传输； 蜂窝无线通信是一种自干扰自干扰无线通信方式，随着技术 的进步，1G：大于18dB，2G：大于9dB，3G：小于 0dB； 要正确地对待干扰：一要实

2、事求是实事求是地分析干扰，二要 防止以干扰名义掩盖事情真相； 无线通信政策的决策上要藐视干扰，无线通信工程实 施中要重视干扰。 2. GSM-R无线通信资源环境与正常通信条件 只有4MHz带宽，885-889/930-934MHz； 与中国移动在地域上分享使用频率，对于直辖市、 省会城市、计划单列市：2km边界，其它地区： 6km边界； 正常通信条件(对同频和邻频载干比要求)： for cochannel interference: C/Ic = 9 dB for adjacent (200 kHz) interference: C/Ia1= 9 dB for adjacent (400 kH

3、z) interference: C/Ia2= 41 dB for adjacent (600 kHz) interference: C/Ia3= 49 dB 3. 干扰源的分析 分为系统内部干扰和系统外部干扰； GSM-R系统内部干扰主要是频率规划和小区规 划不当，造成的同频、邻频干扰；或者是直放 站对GSM-R系统的干扰； GSM-R系统外部干扰分为： 中国移动GSM网的干扰； CDMA基站下行链路对GSM-R上行链路的干扰； 全频段或部分频段人为故意大信号堵塞干扰； 人为故意瞄准式或扫描跟踪窄带干扰； 工业噪声、天电噪声等； 等等。 4. 干扰的防护措施 干扰与防护之间的关系是茅与盾茅与

4、盾的关系，不同的茅应 该制造不同的盾； 干扰的防护应从干扰模式的五维坐标五维坐标着手：时间、空 间、干扰信号波形； 工程上防护措施：设备、组网、政策管理； 设备措施：应用层、传输层、网络层、链路层、物理物理 层层； 组网措施：无线网络规划无线网络规划、无线网络优化； 政策管理措施：无线通信法规、日常管理、边界协调。 4.1 物理层干扰防护措施 物理层技术一般又叫无线传输技术； 无线传输技术可以抗一定的内部干扰和外 部干扰； GSM/GSM-R物理层常见的干扰防护措施： 跳频、功率控制、DTX； 信道编码、交织处理； 定向天线、分集接收、信道均衡、调制解调； 基站干扰测量、载波切换； 等等。 4

5、.2 网络规划中干扰防护措施 无线网络规划包括：频率规划、小区规划； 频率规划包括：网内同频干扰的防护和邻 频干扰的防护； 小区规划包括：站址选择、天线高度 、天 线俯仰角、天线方位、BSIC规划、邻小区 表规划、参数定制。 5. 在GSM/GSM-R中矛与盾的关系 频率 规划 站址 选择 天线 高度 天线 俯仰 角 天线 方位 角 信道 均衡 分集 接收 功率 控制 交织信道 编码 跳频 技术 调制 解调 DTX调整 直放 站 政策 法规 系统 内部 干扰 同频 干扰 邻频 干扰 码间 干扰 多径 干扰 系统 外部 干扰 突发 干扰 GSM 网间 干扰 宽带 干扰 瞄准 干扰 扫描 干扰 6

6、. GSM-R场强覆盖预测与规划 场强覆盖预测的对象：平均传播路径损耗 6.1 GSM-R场强的表示方法 6.2 路径传播损耗的表示方法 小区的分类 Macrocell，小区半径 1km Microcell，小区半径 1km Picocell，小区半径 100m 可选的路径传播损耗模型 Longley-Rice Okumura-Hata Lee Bullington Okumura-Hata-Davidson Okumura-Hata-COST231 Okumura-Hata-Davidson-Adaptive Okumura-Hata-COST231-Adaptive Longley-Ric

7、e-Adaptive Lee-Adaptive Walfish-Ikegami-COST231 宏小区路径传播损耗模型参数 6.3 邮电部900MHz TDMA数字移动通信 工程设计暂行规定 应用环境最小接收 电平(dBm) 其他指标 移动台收、大 城市高层建筑 一层室内 -70移动台灵敏度-102dBm，快衰落保护3dB，慢衰 落保护(室内)7dB(慢衰落标准偏差室内7dB，室 外8dB,覆盖区内可通率90%),穿入损耗18dB,干扰 噪声2dB，环境噪声保护2dB 移动台收、车 内或市区一般 建筑物一层室 内 -80移动台灵敏度-102dBm，快衰落保护3dB，慢衰 落保护5dB，穿入损耗

8、10dB，干扰噪声2dB，环 境噪声保护2dB 室外-90移动台灵敏度-102dBm，快衰落保护3dB，慢衰 落保护5dB，干扰噪声2dB，环境噪声保护2dB 6.4 GSM-R设计、验收、使用 应用环境最小接收 电平(dBm) 其他指标 机车台收、 大城市中心 -77机车台灵敏度-104dBm，3dB馈线损耗，3dB 老化保护，快衰落保护3dB，慢衰落保护 12dB(95%可通率), 干扰噪声2dB，环境噪声 保护2dB，列控2dB 机车台收、 大城市 -74机车台灵敏度-104dBm，3dB馈线损耗，3dB 老化保护，快衰落保护4dB，慢衰落保护 13dB(95%可通率), 干扰噪声2dB

9、，环境噪声 保护2dB，高速1dB，列控2dB 机车台收、 效区 -70机车台灵敏度-104dBm， 3dB馈线损耗， 3dB老化保护，快衰落保护5dB，慢衰落保护 14dB(95%可通率), 干扰噪声2dB，环境噪声 保护2dB ，高速3dB，列控2dB 不同基站天线高度的传播路径损耗 假定：f=932MHz，hm=4m，Gt=13dB(含馈线、接头损耗)，Gr=0dB (含馈线、接头损耗)，Pt=43dBm(20W) 传播路经损耗PL=Alog(d)+B，相对于1km处的接收电平 机车台接收(中值)电平：Pr(dBm)=Pt+Gt+Gr-PL 基站天线 高度hb(m) 斜率 A 截距 B

10、传播路经损耗PL接收电平Pr(dBm) 郊区3534.8102.1 34.8log(d)+102.1- 46.1 - 34.8log(d) 5033.8100.0 33.8log(d)+100.0-44.0 - 33.8log(d) 市区3534.8119.8 34.8log(d)+119.8- 63.8 - 34.8log(d) 5033.8117.7 33.8log(d)+117.7-61.7 - 33.8log(d) 市中心3534.8122.0 34.8log(d)+122.0- 66.0 - 34.8log(d) 5033.8119.9 33.8log(d)+119.9-63.9 -

11、 33.8log(d) 机车台在x(km)处接收(中值)电平 基站天线 高度hb(m) 接收电平Pr(dBm)距离(km)处接收电平(dBm) 1km2km3km5km 郊区35- 46.1 - 34.8log(d)-46.1-56.6-62.7-70.4 50-44.0 - 33.8log(d)-44.0-54.2-60.1-67.6 市区35- 63.8 - 34.8log(d)-63.8-74.3-80.4-88.1 50-61.7 - 33.8log(d)-61.7-71.9-77.8-85.3 市中 心 35- 66.0 - 34.8log(d)-66.0-76.5-82.6-90.

12、3 50-63.9 - 33.8log(d)-63.9-74.1-80.0-87.5 场强设计、验收、使用曲线 场强覆盖设计曲线(中值中值)红线所示，设计指标(粉红色直线)大于-70/-74/- 77dBm (35m铁塔高度)； 场强覆盖验收曲线(95%)绿线所示，验收指标(黄色直线)大于-92dBm； 场强覆盖实际使用曲线(平均值平均值)兰线所示，随季节、天气、列车速度、老 化等因素的变化会下移。 6.5 不同基站设置抗干扰性能 同站址双基站(中值)场强覆盖示意图 抗干扰性能 单基站交织(中值)场强覆盖示意图 红直线表示设计指标,黑直线表示覆盖交迭线 7. 结论 魔高一尺、道高一丈，就是所谓：电子对抗/电子 反对抗/电子反反对抗，与时俱进