GSM-R系統(tǒng)電磁環(huán)境的測試解決方案
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近年來，青海省無線電通信事業(yè)發(fā)展速度較快，各類無線電臺站迅速增多。
無線電技術(shù)在青海省經(jīng)濟社會發(fā)展中發(fā)揮著十分重要的作用，特別是在作為青海省經(jīng)濟干線的青藏鐵路系統(tǒng)中起著基礎(chǔ)性作用。
為切實保障進藏列車的無線電通信通暢，青海省無線電監(jiān)測站開展了青藏鐵路線不凍泉-唐古拉段GSM-R基站的電磁環(huán)境測試，并深入分析了監(jiān)測數(shù)據(jù)。
此次測試對維護青藏鐵路沿線的電波秩序、科學(xué)規(guī)劃和利用無線電頻譜資源有著極其重要的作用。
1 電磁環(huán)境簡介國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4365-1995對電磁環(huán)境有這樣的描述：電磁環(huán)境是指存在于給定場所的所有電磁現(xiàn)象的總和。
此定義包括兩層含義：首先，電磁環(huán)境要求限定地區(qū)范圍；其次，電磁環(huán)境是在給定地區(qū)范圍內(nèi)所有電磁環(huán)境的總和，包括自然界電磁現(xiàn)象和人為電磁現(xiàn)象。
電磁環(huán)境的優(yōu)劣直接影響無線電設(shè)備的運行效果。
惡劣的電磁環(huán)境將導(dǎo)致無線電設(shè)備不能正常工作，這就是我們常說的電磁噪聲干擾。
電磁噪聲是一種明顯不傳遞信息的時變電磁現(xiàn)象，它可能與有用信號疊加或組合。
無線電環(huán)境是指無線電頻率范圍內(nèi)的電磁環(huán)境，特指在給定場所內(nèi)所有處于工作狀態(tài)的無線電發(fā)射機產(chǎn)生的電磁場總和，屬于人為電磁現(xiàn)象（人工裝置所產(chǎn)生的電磁現(xiàn)象）的范疇。
2 測試的依據(jù)與目的本次測試依據(jù) 《900MHz TDMA數(shù)字公用陸地蜂窩移動通信網(wǎng)技術(shù)體制》，以全面測試青藏鐵路線GSM-R系統(tǒng)基站的電磁環(huán)境，并確定各類干擾源的干擾信號強度。
同時，本次測試分析了基站與基站、基站與火車之間的無線電干擾情況，判斷基站是否符合技術(shù)要求，以給建站單位提供技術(shù)依據(jù)。
此次測試主要包括如下幾個方面：（1）測試GSM-R系統(tǒng)同頻、鄰道及來自其他GSM系統(tǒng)的干擾。
《900MHz TDMA數(shù)字公用陸地蜂窩移動通信網(wǎng)技術(shù)體制規(guī)定》中明確指出：對于GSM數(shù)字移動通信網(wǎng)站系統(tǒng)，要求同頻道干擾保護比 (工程值)應(yīng)為C/I≥9dB，鄰頻道干擾保護比(工程值)應(yīng)為C/I≥-9dB，頻率間隔為400kHz時干擾保護比(工程值)應(yīng)為C/I≥-38dB。
（2）計算載波/干擾比(C/I)。
一般地，GSM基站接收時的工作參數(shù)是：基站接收機靈敏度電平Pr為-104dBm，基站接收機所需的C/I為9dB，基站接收機噪聲電平為-116dBm。
GSM系統(tǒng)的實際設(shè)計中，通常要考慮環(huán)境噪聲和多徑干擾對基站的影響（一般最小取3dB）。
因此，GSM的最小可用功率C=Pr+3=-101dBm。
由于GSM的載干比C/I=9dB，GSM系統(tǒng)允許的最大干擾電平為I=C-C/I=-110dBm。
3 電磁環(huán)境測試設(shè)備電磁環(huán)境測試需要專用的設(shè)備和測試系統(tǒng)來完成。
電磁環(huán)境的測試設(shè)備不同于通信接收機。
通信接收機用于再現(xiàn)某個無線電信號，在接收信號過程中，靈敏度和速度是關(guān)鍵。
電磁環(huán)境測試設(shè)備則用來測試電磁噪聲、無線電信號電平值以及有無干擾等指標(biāo)。
一般而言，電磁環(huán)境測試所需要的設(shè)備有：（1）測試設(shè)備：HP8563E，頻率范圍為9kHz～26.5GHz；（2）NSMI-0118頻譜自動測試系統(tǒng)；（3）0.6米拋物面天線（0.7GHz～4GHz）、對稱振子天線；（4）0.7GHz～4GHz低噪聲放大器（50dB）；（5）GPS定位儀。
其中，NSMI-0118系統(tǒng)的連接情況如圖1所示。
該系統(tǒng)需要選用合適的低噪放大器和天線，使用時要防止輸入端過載，并在測試前進行校準(zhǔn)。
圖1 NSMI-0118頻譜自動測試系統(tǒng)連接圖（圖中數(shù)字分別表示的是：1.支架，2.方位電機，3.仰角電機，4.天線，5.饋源，6.電腦，7.頻譜儀，8.天線運動控制器，9.射頻電纜，10.電源及控制線，11.RS232線。） 4 電磁環(huán)境的測試過程4.1 準(zhǔn)備工作(1) 熟悉相關(guān)指標(biāo)根據(jù)測試的內(nèi)容、范圍及工作頻率，熟悉與之相對應(yīng)的國標(biāo)，掌握900MHZ基站指標(biāo)相關(guān)要求。
(2) 準(zhǔn)備測試儀器備齊測試所需要的頻譜儀HP8563E、筆記本電腦、NSMII-0118頻譜自動監(jiān)測系統(tǒng)和配套的電機、測試天線、LNA低噪聲放大器、GPS（全球定位）等設(shè)備，并檢查設(shè)備是否處于良好狀態(tài)。
(3) 完善測試方案測試方案應(yīng)盡可能的細(xì)致，除了包括測試方式、原始記錄、報告制作之外，與相關(guān)單位約定時間、車輛保障等環(huán)節(jié)也應(yīng)考慮。
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