無線通信基站電磁環(huán)境測試方法

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1測試流程和方法

1．1測試流程

測試前，申請(qǐng)方需要向委托單位提交測試委托書，內(nèi)容包括：新建GSM－R基站的目的和作用（在何條鐵路線路使用）、擬建臺(tái)站發(fā)射功率、工作頻率、設(shè)備接收靈敏度、擬建臺(tái)站地理位置圖（或經(jīng)緯度坐標(biāo)），以及對(duì)周邊已建臺(tái)站情況的描述等，建設(shè)項(xiàng)目有設(shè)計(jì)方案的需要作為附件一并提交。收到委托書后，受托無線電管理測試單位需進(jìn)行技術(shù)審查，通過查詢臺(tái)站和監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，調(diào)閱相關(guān)臺(tái)站技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確定擬建臺(tái)站與已建臺(tái)站在頻率、功率、間距方面是否發(fā)生沖突。審核通過后，受托單位測試工作方可進(jìn)行。測試中，一般由委托單位派員隨工。隨工人員主要負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)測試路線、協(xié)調(diào)測試過程中需要解決的接電、測試廠區(qū)出入、食宿等問題，同時(shí)也起到監(jiān)督受托單位測試工作的目的。測試工作依預(yù)選址地點(diǎn)附近電磁環(huán)境復(fù)雜程度需要一到若干工作日完成，鐵路沿線點(diǎn)多線長，因此測試路線的設(shè)計(jì)工作決定著測試工作的效率。測試后，受托方在規(guī)定的時(shí)限內(nèi)完成測試數(shù)據(jù)的整理、分析，測試報(bào)告撰寫、打印、校對(duì)、裝訂工作，完成后交付委托方。

1．2測試方法

鐵路專用GSM－R基站工作頻段為885～889MHz和930～934MHz。在測試中，主要利用0．7～4GHz扇面天線在預(yù)選址工作頻段內(nèi)，在方位角0～360°和俯仰角0～40°，對(duì)預(yù)選址空間電磁背景噪聲和存在的無線電信號(hào)進(jìn)行測試，測試時(shí)間一般選擇早、中、晚3個(gè)時(shí)段，以不遺漏目標(biāo)信號(hào)為原則。在電磁環(huán)境較為復(fù)雜的情況下，也可靈活選擇測試時(shí)段，向GSM－R工作頻段低段和高段延拓測試。測試低頻段，主要觀察數(shù)字集群851～866MHz和中電信CDMA870～880MHz上行信號(hào)；測試高頻段，主要觀察中移動(dòng)和中聯(lián)通GSM890～960MHz上行和下行信號(hào)使用情況。要求頻譜分析儀的接收靈敏度高于擬建站設(shè)備接收靈敏度。測試中常見的無線電信號(hào)和干擾如下。

1）．同頻干擾，主要來自于頻率復(fù)用規(guī)劃不周的已建鐵路GSM－R基站。

2）．鄰頻干擾，主要來自中電信CDMA2000基站信號(hào)越界，中移動(dòng)G網(wǎng)信號(hào)越界。

3）．互調(diào)干擾，外界相關(guān)2個(gè)信號(hào)由于互調(diào)作用落在鐵路專用通信頻段引起。

4）．雜散干擾，外界無線電臺(tái)由于濾波不良導(dǎo)致雜波落入鐵路專用通信頻段引起。測試中對(duì)于測試到的信號(hào)需要判明來源和方位，記錄功率電平大小；同時(shí)在每個(gè)預(yù)選址地點(diǎn)，測試人員還需要觀察視距內(nèi)是否存在其他已建無線電臺(tái)站，記錄臺(tái)站的方位和距離。測試數(shù)據(jù)信息需要由測試人員在現(xiàn)場生成原始記錄單，為測試結(jié)束后計(jì)算分析提供技術(shù)依據(jù)。

2測試案例

某新建支線鐵路，全長約30km，在終點(diǎn)會(huì)合于某主干鐵路，支線每5～6km擬建鐵路專用GSM－R基站一座，共需新建4座GSM－R基站，分別為站A、站B、站C和站D。整個(gè)新建支線鐵路沿線為荒漠戈壁，地勢(shì)平坦，沒有高山高塔及其他建筑物阻擋。新建鐵路會(huì)合的主干鐵路沿線每約6km已建GSM－R基站，擬建臺(tái)站地理位置及支線、干線鐵路走向。受托測試單位頻譜儀為MS2692A，接收靈敏度典型值為－140dBm（在擬測頻段頻點(diǎn)歸一化），扇面天線在測試頻段增益約為11．4dB，饋線損耗約為0．8dB，擬建基站設(shè)備接收靈敏度為－98dBm，系統(tǒng)儀表滿足測試要求。測試人員在4個(gè)擬建站，對(duì)885～889MHz，930～934MHz頻段進(jìn)行長時(shí)間測試。在上行885～889MHz頻段，所有4個(gè)預(yù)選站址電磁環(huán)境良好，底噪平坦，頻段內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)不明信號(hào)占用。在下行930～934MHz頻段，檢測到有數(shù)個(gè)信號(hào)占用該頻段，站A、站B、站C和站D測到的最大信號(hào)強(qiáng)度分別為－87．02dBm、－94．2dBm、－104．3dBm和－109．3dBm。其中，站A和站B部分信號(hào)強(qiáng)度已超過擬建基站設(shè)備接收靈敏度。在擬建站A進(jìn)一步觀察測試，發(fā)現(xiàn)在方位角11°約3．5km處存在一干線鐵路的已建GSM－R基站1－1，5點(diǎn)方向1km處存在一座中移動(dòng)基站。為了排除中移動(dòng)基站下行鄰頻干擾，測試人員在該基站附近，將測試頻段進(jìn)行展寬測試。測試發(fā)現(xiàn)該基站發(fā)出的信號(hào)在935MHz頻點(diǎn)邊緣滾降十分明顯，不存在濾波不良導(dǎo)致周邊頻段底噪帶起的現(xiàn)象，排除了移動(dòng)基站鄰頻干擾的可能。于是測試人員將測試重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到已建干線鐵路，以站1－1為中心，對(duì)沿干線鐵路在2個(gè)方向由近及遠(yuǎn)在站1－1、站1－2、站1－3、站1－4和站1－5臺(tái)址分別進(jìn)行測試。通過和4個(gè)擬建站預(yù)選站址測試圖比對(duì)，并經(jīng)向鐵路通信調(diào)度部門證實(shí)，在擬建站A、站B、站C和站D收到的信號(hào)全部來自于干線鐵路已建站1－1，站1－2、站1－3、站1－4、站1－5所發(fā)出的BCCH和TCH信號(hào)。由于在擬建站C、站D預(yù)選址檢測到信號(hào)全部低于擬建臺(tái)站設(shè)備接收靈敏度，因此站C、站D預(yù)選址符合電磁環(huán)境建站要求；由于在擬建站A、站B預(yù)選址檢測到部分信號(hào)高于擬建臺(tái)站設(shè)備接收靈敏度，如在站A、站B預(yù)選址建設(shè)GSM－R基站，其頻率配置應(yīng)考慮避開附近已建成干線鐵路GSM－R基站使用頻點(diǎn)，若無法實(shí)現(xiàn)避開配置。

3結(jié)束語

可以預(yù)見GSM－R鐵路專用移動(dòng)通信系統(tǒng)將會(huì)在我國鐵路指揮調(diào)度工作中發(fā)揮更為重要的作用，并為列車暢通運(yùn)行和鐵路旅客生命財(cái)產(chǎn)安全承擔(dān)更為重大的責(zé)任。隨著我國鐵路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)新一輪高潮的到來，對(duì)鐵路專用GSM－R基站進(jìn)行全面細(xì)致的電磁環(huán)境測試工作，已引起了鐵路建設(shè)單位和無線電管理部門的高度重視。因此做好GSM－R基站預(yù)選址電磁環(huán)境測試工作對(duì)于確保新建GSM－R鐵路專用移動(dòng)通信基站正常工作，防止受到有害干擾十分重要。希望本文能為同行開展此項(xiàng)工作提供一些有益的經(jīng)驗(yàn)，以期推動(dòng)鐵路專用移動(dòng)通信基站預(yù)選址電磁環(huán)境測試工作的開展。

作者：張宸