GRRU下行互调干扰分析及处理 - 图文

党杨路GRRU与GSM-R的干扰说明

一、情况说明：

原理说明：

由于GSM-R采用的下行频段为930~934MHz，而中国移动GSM所用频段为

935~954MHz，因此中国移动下行三阶互调信号很容易落到GSM-R频段内。中国移动GSM和GSM-R具体频段分布如下图：

GSM-R下行

中国移动GSM下行

930 934 935 885 889 890 909 954 GSM-R上行

中国移动GSM上行

图3 中国移动GSM和GSM-R频段分布图

根据GSM-R规范，其可用频点序号为999~1019，考虑到999号和1019号频点为保护频点，因此其实际使用的频点为1000~1018，实际使用频段为930.2~933.8MHz。

根据GSM-R工程规范，其边缘场强为-77dBm（到达机车顶车载台接收天线的信号电平），而高铁专网的信号电平到达机车顶的信号一般介于-30 ~ -65dBm之间，其三阶互调信号则介于-66 ~ -101dBm，对GSM-R的覆盖电平为-54 ~ -77dBm的路段都会产生干扰。由于高铁专网和GSM-R网络完全重叠，因此如果专网三阶互调与GSM-R部分频点同频的情况下对GSM-R的干扰是非常大的。按照GSM-R每基站覆盖5~10KM的距离来看，GSM-R基本上有一半的覆盖区域会被干扰。当然，一旦出现这种情况，工程上可采取规避三阶互调频率与GSM-R频点同频的方法来消除。

如果要彻底消除三阶互调对GSM-R网络的干扰，其三阶互调抑制要达到：-30 -（-77-12）= 59dBc，小功率设备都无法做到，大功率设备如果不采用新技术，目前的功放是无法做到的。

实际情况：

党杨路覆盖铁路的GRRU小区采用4载频配置，原载频号分别是

f1：36（下行频率942.2MHz）、 f2：47（下行频率945.6MHz）、

f3：53（下行频率946.6MHz）、 f4：88（下行频率952.6MHz）。

不难计算出36与88三阶互调刚好落在GSM-R下行频段内，即： 2 f1-f4=2*942.2-952.6=931.8MHz（受干扰GSM-R载频号为1008）

远端射频设备最大输出功率48dBm，单载频输出功率42dBm，按照GRRU集采技术规范要求：互调衰减值应≤-36dBc (最大输出功率时)。则此时GSM-R载频1008互调干扰信号强度为42dBm-36dB=6dBm。

实际频谱仪测试表明，设备单载频开到37 dBm时候，在1008号载频产生的互调信号强度为-5dBm，实际互调衰减值为-5dBm -37dBm=-42dBc，远大于集采要求。

（测试方法：采用50dB大功率耦合器耦合远端输出信号输入频谱仪。注：实际交调指标应采用专业交调分析仪测试，此为工程现场频谱仪测试）。

最终党杨路GRRU小区将频率组更换为47、53、58、88，此时三阶互调干扰不会落在GSM-R频段内，干扰消除。

小结：

从上面分析可知，高铁专网采取GRRU、基站等共用功放设备时，其下行三阶互调

对周边中国移动和中国联通GSM网络有一定影响，但影响不大且容易规避。当高铁采用共用功放设备覆盖高铁（不一定是专网），其都对GSM-R网络会产生较大的干扰，除非在频率规划方面进行较多的考虑，规避这种干扰，但会带来较大的工作量和网优难度。

二、如何消除GRRU对GSM-R三阶互调干扰

从上面的分析得到的结论是：

1、GRRU等共用功放的设备在用于盲区覆盖时对周边同一运营商GSM网络没有影响，对周边非同一运营商的GSM网络有一定影响；

2、用于高铁非专网覆盖时对周边同一运营商GSM网络没有影响，对周边非同一运营商的GSM网络有一定影响，对GSM-R网络有较大影响。

3、用于高铁专网覆盖时对周边所有运营商GSM网络有一定影响，对GSM-R网络有较大影响。

因此结论是GRRU等共用功放设备对周边GSM网络有影响但较小且可控。但对GSM-R网络有较大的影响，要想办法进行规避，否则会严重影响对高铁的网络覆盖。

1、频率规划消除法

频率规划就是通过合适的频率规划，从而规避其三阶互调分量落入GSM-R频段，

以消除其干扰，根据GSM-R和GSM的频段分布，当中国移动高铁GSM网络覆盖采用5~20号频点或10到35号频点或20~65号频点或30~94号频点时其互调分量就不会落入到GSM-R频段中，因此也避免了三阶互调干扰对GSM-R网络的干扰。根据计算，按照下表进行频率选取就不会产生对GSM-R的三阶互调干扰信号。

1~7&39~83 2~9&43~91 3~11&47~94 4~13&51~94 5~15&55~94 6~17&59~94 7~19&63~94 8~21&67~94 9~23&71~94 10~25&75~94 11~27&79~94 12~29&83~94 13~31&87~94 14~33&91~94 15~35 16~37 17~39 18~41 19~43 20~45 21~47 26~57 31~67 36~77 41~87 22~49 27~59 32~69 37~79 42~89 23~51 28~61 33~71 38~81 43~91 24~53 29~63 34~73 39~83 44~93 25~55 30~65 35~75 40~85 45~94 注：高铁覆盖时任意选取每格中的频点不会产生干扰GSM-R的三阶互调干扰信号。

因此从上表没有将所有可选取的频率组合都归纳进去，应用时可以根据实际情况进行推导，如频率组合6~10&45~94也是可用的。考虑到频率越多，频率规划越方便，因此选取前第一列中的频率组合较为可行。

频率规划消除对设备较简单，但对整个网络的频率规划要求稍高。

2、滤波器消除法

专门定制针对GSM-R的带阻滤波器，这种滤波器在偏离1MHz的情况下就能达到10dB的抑制度（工程值），偏离2MHz能达到20dB的抑制度，偏离3MHz能达到35dB的抑制度，偏离4MHz能达到55dB的抑制度，偏离5MHz能达到75dB的抑制度，从我们上面的分析可知，GRRU等共用功放设备对GSM-R的干扰最大为-66dBm，如果再增加23dB的抑制，就可以达到GSM-R的边缘场强-77dBm干扰电平-89dBm了。

考虑到一定的保护，最好滤波器有30dB以上的抑制度，因此采用滤波器消除至少要隔离3MHz，则中国移动可使用的频段从937MHz开始，即1~10号频点不可使用，而10~15号频点的插损稍大，达到2dB左右，如果采用滤波器消除法时尽量不使用1-15号频点。滤波器消除法在一定程度上增加了频率规划的难度，但对设备改造工作量不大。

3、预失真技术消除法

预失真技术是预判的方法消除功放的非线性输出信号，当然也可以消除三阶互调信

号了，由于GRRU的三阶互调信号可以较容易预知，因此其预失真相对较容易。 预失真技术消除可以在一定程度上降低三阶互调带来的各种影响，但其抑制度有限，无法单独完成抑制GRRU对GSM-R的干扰，需要与滤波器抑制法结合使用，如采用预失真技术后再使用偏离一定频段的滤波器，抑制度达到30dB以上就可以完成抑制作用，当然具体如何结合应用还需要研究测试确定。当然采用预失真技术对设备降低对周边GSM网络的干扰也是很有益处的。

4、多功放消除法

三阶互调是由于功放的非线性引起的，如果每个功放只有一个频点，这样自然就没有三阶互调，因此可以在采用高铁覆盖专用DRU，这种DRU设置多个功放，每个功放输出功率10W，对应一个选频通道。下行输出端口也有功放一一对应，然后连接多端口专用集成天线。

这种方法会导致设备体积变大，发热量增加，造价升高，故障点多，天线也要专门定制，还需要进行综合评估。

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