Wpływ interferencji pochodzących od publicznych sieci GSM na pracę odbiorników sieci GSM-R

Transkrypt

1 Marek Sumiła 1 Wydział Transportu Politechniki Warszawskiej Wpływ intererencji pochodzących od publicznych sieci GSM na pracę odbiorników sieci GSM-R 1. WPROWADZENIE System GSM-R jest systemem cyrowej teleonii komórkowej przystosowanym do zastosowania w rodowisku kolejowym. Zasadnicze wymagania dotyczące tego systemu określają specyikacje EIRENE SRS [16] i FRS [17]. System GSM-R jest oparty na standardzie GSM i jest z nim całkowicie zgodny w zakresie interejsu radiowego, jednak w odróżnieniu od niego spełnia wyższe wymagania w zakresie jakości usług, zarówno ze względu na akt, że stanowi medium transmisyjne dla systemu sterowania ruchem kolejowym w systemie ETCS, jak też jest wykorzystywany do prowadzenia łączności technologicznej. Z tych też względów ma bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo procesu prowadzenia ruchu pociągów. Terminale pracujące w sieci GSM-R spełniają ściśle określone zadania i są przypisane do konkretnych grup pracowników. W standardach EIRENE zdeiniowano pięć typów terminali przeznaczonych dla sieci GSM-R. Są to: General Purpose Radio GPH (General Purpose Handheld) radioteleon noszony ogólnego stosowania, Cab Radio radioteleon pociągowy używany przez maszynistę pociągu, Operational radio OPH (Operational Purpose Handheld) operacyjny radioteleon noszony, Shunting radio OPS (Operational Purpose Handheld or Shunting) radioteleon manewrowy, EDOR (ETCS Data Only Radio) radioteleon tylko na potrzeby systemu ETCS. W ogólnym przypadku, wzajemne oddziaływanie sieci GSM-R i sieci operatorów publicznych wiąże się z czterema typami radiokomunikacyjnych urządzeń nadawczo-odbiorczych. Są to: stacje bazowe sieci GSM-R stacje bazowe sieci publicznych, stacje ruchome sieci GSM-R stacje ruchome sieci publicznych. Badania prowadzone przez Europejską Unię Kolejową (UIC), Europejską Agencję Kolejową (ERA), jak również CEPT w komitecie ECC (Electronic Communication Committee) oraz ETSI (European Telecommunications Standards Institute) i jej komitet RT (Railway Telecommuniation) wskazują na znaczący wpływ publicznych sieci komórkowych pracujących w paśmie 800 i 900 na poprawną pracę odbiorników sieci GSM-R. Eektem prowadzonych prac są m.in. raporty CEPT [4], [5], [6], [7] oraz specyikacje techniczne ETSI [10], [11]. W dalszej części artykułu zostanie przedstawiona klasyikacja intererencji mających wpływ na poprawną pracę odbiornika, ich przyczyny oraz skutki oddziaływania. Następnie zostaną przedstawione wyniki badań analitycznych oraz symulacyjnych najważniejszych czynników będących przyczyną intererencji. W końcowej części artykułu przedstawione zostanie podsumowanie i wnioski. 2. KLASYFIKACJA INTERFERENCJI W ODBIORNIKACH GSM-R Wszystkie typy terminali GSM-R należą do urządzeń cyrowych zawierających zarówno część nadawczą, jak i odbiorczą. Omawiane zagadnienie zakłócania poprawnej pracy terminali dotyczy części 1 msumila@ikolej.pl Logistyka 4/

2 odbiorczej, gdyż może być ona poddana silnym sygnałom pochodzących z nadajników publicznych BTS ów. W raporcie [7] wymienia się dwie zasadnicze przyczyny zakłócania odbiorników GSM-R. Są to: niepożądane emisje z sieci publicznych, zbyt silne sygnały szerokopasmowe. W eekcie działania tych przyczyn, na wejściu odbiornika mogą wystąpić niepożądane zjawiska takie, jak: zmniejszenie czułości odbiornika, blokowanie odbiornika, przeciążenie odbiornika. W odbiorniku terminala GSM-R sygnał wielkiej częstotliwości odebrany przez antenę jest wzmacniany selektywnym wzmacniaczem niskoszumnym, często przestrajanym, dzięki czemu wzmocniony zostaje sygnał tylko w wybranym paśmie częstotliwości. Wzmocniony sygnał doprowadzany jest do mieszacza. Na drugie wejście mieszacza podawany jest sygnał generatora lokalnego tj. heterodyny, którego częstotliwość regulowana jest przez użytkownika. Niepożądane, silne sygnały zakłócające pochodzące spoza pasma GSM- R są przyczyną blokowania wstępnych bloków odbiornika, przez co nie jest możliwe właściwe przetwarzanie sygnału w dalszych stopniach odbiornika. Blokowanie odbiornika może być spowodowane przez: wysoki poziom sygnału odbieranego z publicznych sieci stacji bazowych teleonii komórkowej i / lub, produkty intermodulacji powstające w wyniku szerokiego zakresu częstotliwości odbiornika GSM-R mobilnej stacji (tj. GSM-R / GSM Downlink ) i ograniczoną wydajność blokowania wymaganą odpowiednią specyikacją ETSI określoną dla odbiorników GSM/GSM-R Blokowanie odbiorników spowodowanie wysokim poziomem sygnałów spoza pasma GSM-R Blokowanie odbiornika jest deiniowane, jako maksymalny poziom sygnału intererencji wyrażony w dbm wpływającego na zmniejszenie określonej czułości odbiornika o pewną liczbę db (zwykle 3 db). W związku z tym zjawisko blokowania odbiornika oceniane jest na poziomie pożądanego sygnału, który jest o 3 db wyższy od poziomu wrażliwości odbiornika i przy częstotliwości różniącej się od tego sygnału pożądanego. Blokowanie odbiornika jest miarą zdolności odbiornika do odbioru pożądanych modulowanych sygnałów wejściowych przy obecności sygnałów niepożądanych na częstotliwościach innych niż ałszywe odpowiedzi (spurious responses) lub kanałach sąsiednich (adjacent channels) bez obniżenia wydajności odbiornika poniżej dopuszczalnego limitu. Dla lepszego zobrazowania tego zjawiska posłużono się przykładem koegzystencji z siecią szerokopasmową na rysunku 2. Rys. 2. Ilustracja eektu blokowania odbiornika na skutek silnych sygnałów spoza pasma Źródło: T. Weber, Activities in CEPT ECC/WGFM/Project Team FM54 2 Na rysunku 2 przedstawiono zasadę powstawania zjawiska przeciążenia części odbiorczej terminala GSM-R. Widoczny sygnał dużej mocy znajdujący się w niedużym odstępie od pasma odbieranego wpływa na obniżenie realnej czułość odbiornika. Gdy tak obniżony poziom odbieranych sygnałów znajdzie się 2 J) 2ndIntererencesWorkshop_ERA_ReportBNetzAmeasurements(T Hasenpusch).pd Register/Pages/Presentation-workshop aspx 1006 Logistyka 4/2015

3 poniżej minimalnego progu S/N, terminal przestanie wykrywać sygnał użyteczny na tle szumu. Stwierdzono, że eekt blokowania i intererencji pracy terminali GSM-R występuje wtedy, gdy zakłócające emisje radiowe od innych sieci przekroczą poziom sygnału około -40 dbm 3 lub -35 dbm 4 według badań późniejszych Intererencje występujące na skutek emisji pozapasmowych (Out-O-Band emissions) Intererencje powstałe na skutek bezpośredniego przylegania kanałów sieci GSM-R i operatora sieci publicznej są związane z niedostatecznym tłumieniem sygnałów poza pasmem. Norma ETSI TS [12] deiniuje to zjawisko w następujący sposób: Emisje pozapasmowe są to niepożądane sygnały pochodzące bezpośrednio spoza pasma kanału wynikające z procesu modulacji i nieliniowości w nadajniku, nie są przy tym emisjami niepożądanymi. Gdy zatem poziom sygnałów poza pasmem będzie niewystarczająco stłumiony w stosunku do mocy sygnału pożądanego, sygnał ten będzie narażony na zakłócenia. Idee tego zjawiska przedstawiono na rysunku 3. Rys. 3. Ilustracja eektu zakłócenia sygnału pożądanego przez sygnały z pasma przylegającego Źródło: T. Weber, Activities in CEPT ECC/WGFM/Project Team FM54 5 Dopuszczalne natężenia sygnałów spoza pasma nadawczego zostały określone przez ETSI i są zawarte w normach: ETSI TS dla sieci GSM 2G /2,5G [13], ETSI TS dla sieci UMTS [14], ETSI TS dla sieci LTE [15]. Maski tłumienia sygnałów poza przewidzianym kanałem dla system GSM 900 oraz poza pasmem UMTS oraz LTE zostały przedstawione w tabelach 1, 2 i 3. Tabela 1. Maska widma dla stacji bazowych GSM 900 Poziom mocy Odległość od kanału w khz < < < dbm +0,5 db -30 db -33 db -60 (-56) db -70 db -73 db - 75 db -80 db 41 dbm +0,5 db -30 db -33 db -60 (-56) db -68 db -71 db -73 db -80 db 39 dbm +0,5 db -30 db -33 db -60 (-56) db -66 db -69 db -71 db -80 db 37 dbm +0,5 db -30 db -33 db -60 (-56) db -64 db -67 db -69 db -80 db 35 dbm +0,5 db -30 db -33 db -60 (-56) db -62 db -65 db -67 db -80 db 33 dbm +0,5 db -30 db -33 db -60 (-56) db -60 db -63 db -65 db -80 db W nawiasie przy odległości 400 khz wartość dla modulacji 8-PSK Źródło: ETSI TS [13] 3 ECC Report 162 Practical mechanism to improve the compatibility between GSM-R and public mobile networks and guidance on practical coordination. May UIC O UIC Assessment report on GSM-R current and uture radio environment; version o July J) 2ndIntererencesWorkshop_ERA_ReportBNetzAmeasurements(T Hasenpusch).pd Register/Pages/Presentation-workshop aspx Logistyka 4/

4 Tabela 2. Limity emisji poza pasmem dla systemu UMTS (pasmo pomiarowe 30 khz) Poziom mocy Szerokość separacji w 2,5 2,7 2,7 3,5 3,5 4,0 4,0 7,5 >7,5 43 dbm -14 dbm ,775 dbm -26 dbm -13 dbm* -13 dbm* 39 P < 43 dbm -14 dbm ,775 dbm -26 dbm -13 dbm* -56 dbm* 31 P < 39 dbm -53 dbm ,775 dbm -65 dbm -52 dbm* -56 dbm* < 31 dbm -22 dbm ,775 dbm -34 dbm -21 dbm* -25 dbm* * pasmo pomiarowe 1 Źródło: opracowanie własne na podstawie ETSI TS [14] Tabela 3. Limity emisji poza pasmem dla systemu LTE dla kategorii A (pasmo pomiarowe 100 khz) Szerokość kanału Odległość 1,4 3,0 5, ± dbm - 13 dbm - 15 dbm - 18 dbm - 20 dbm - 21 db ± 1 2,5-10 db - 13 db - 13 db - 13 db - 13 db - 13 db ± 2,5 5,0-25 db - 13 db - 13 db - 13 db - 13 db - 13 db ± db - 13 db - 13 db - 13 db - 13 db ± db - 13 db - 13 db - 13 db ± db - 13 db - 13 db ± db - 13 db ± db Źródło: ETSI TS [15] Analiza przedstawionych masek tłumienności dowodzi, że poziomy sygnałów poza pasmem są dużo wyższe od sygnałów określających minimalne pokrycie sygnałem GSM-R. Według zaleceń stawianych przez EIRENE w SRS [16] poziom sygnału sieci radiowej GSM-R dla linii wyposażonych w ETCS dla prędkości 220 km (ETCS 2) nie może być niższy niż -95 dbm i dla prędkości 280 km/h niższy niż -92 dbm (ETCS 3). Z tych też względów w niektórych krajach (np. Norwegii, Szwecji, Szwajcarii) w celu zagwarantowania odpowiedniej różnicy w sygnałach między siecią GSM-R, a sieciami operatorów publicznych przyjęto, że poziomy sygnałów pochodzących z nadajników wąskopasmowych sieci GSM nie mogą przekroczyć poziomu -107 dbm / 200 khz na obszarach kolejowych. W przypadku sieci szerokopasmowych UMTS oraz LTE przyjęto, że poziom sygnału dla pierwszego przylegającego do pasma GSM-R bloku częstotliwości nie powinien być nadawany z mocą przekraczającą wartość -33 dbm / 5, a w następnych kanałach nie powinien przekroczyć -23 dbm / 5 [22] Zjawisko intermodulacji Zakłócenia intermodulacyjne są wywołane nieliniową pracą stopni wejściowych odbiornika. Występują one wówczas, gdy na jego wejściu, obok sygnału użytecznego pojawią się inne sygnały, które w danej chwili można traktować jako sygnały obce (zakłócające) i które w wyniku intermodulacji tworzą składowe o znaczącym poziomie. Szkodliwe są zwłaszcza składowe o częstotliwościach równych lub zbliżonych do częstotliwości dostrojenia odbiornika, częstotliwości pośredniej i częstotliwości lustrzanej. Najniekorzystniejszy przypadek występuje wtedy, gdy częstotliwość składowej jest równa lub bardzo bliska częstotliwości dostrojenia odbiornika. Miarą szkodliwości intermodulacji jest dopuszczalna wielkość sygnałów zakłócających na wejściu odbiornika (wyrażanych w postaci napięcia lub równoważnego natężenia pola) odnoszona do poziomu sygnału użytecznego, przy określonych kryteriach pogorszenia stosunku sygnału użytecznego do zakłócającego na wyjściu m.cz. odbiornika 6. Intermodulacje trzeciego rzędu (IM3) są jednym z najbardziej ważkich zakłóceń w odbiorze, na które zwraca się uwagę w raporcie ECC 162 [7]. Częstotliwości sygnałów zakłócających z pasma publicznego GSM mogą leżeć bardzo blisko siebie i zarazem bardzo blisko zasadniczego pasma odbioru odbieranego 6 Pietranik M.: Analiza i modelowanie zakłóceń intermodulacyjnych w odbiorze radiowym w zakresie UKF FM w pobliżu stacji nadawczych w warunkach miejskich. IŁ Raport Z21/ /1314/09. Warszawa Logistyka 4/2015

5 kanału GSM-R, przez co nie podlegają tak silnemu tłumieniu przez strojone obwody wejściowe radioodbiornika GSM-R, jak to ma np. miejsce dla sygnałów związanych z intermodulacją 2-go rzędu. W rozważanym przypadku koegzystencji sieci komórkowej pracującej w paśmie publicznym oraz GSM-R mamy do czynienia z przypadkiem, w którym odbiornik odbiera sygnały z dwóch ( 1, 2 ) lub trzech nadajników BTS. Odbiornik odbiera nasłuchuje kanał, którego częstotliwość jest równa 0 i może być zakłócana przez produkty zjawiska intermodulacji o ile zajdzie przypadek, w którym: 0 = (1) 0 = (2) oraz moc sygnałów 1 i 2 będzie powyżej pewnego dopuszczalnego zakresu. 3. BADANIA ANALITYCZNE I SYMULACYJNE 3.1. Ocena możliwości blokowania odbiornika Analizę zakłóceń polegających na blokowaniu odbiornika GSM-R należy rozpocząć od ustalenia mocy nadawanej przez nadajniki operatorów sieci publicznych. W tym względzie, maksymalną moc nadajników specyikują przytoczone standardy GSM [13], UMTS [14] i LTE [15]. Dla systemu GSM900 zdeiniowano osiem klas mocy nadajników [9]. Ich zestawienie przedstawiono w tabeli 4. Tab. 4. Moc promieniowana przez anteny w zależności od klasy mocy nadajnika Klasa mocy nadajnika Maksymalna wartość mocy sygnału [W] Maksymalna wartość mocy sygnału [dbm] Zysk antenowy [dbi] Straty mocy doprowadzane j [db] EIRP [dbm] Moc promieniowana [kw] , ,06 20, , ,05 10, , ,04 5, , ,03 2, , ,02 1, , ,01 0, , ,00 0, , ,99 0,16 Źródło: Opracowanie własne. Klasy nadajników z ETSI TS [9] W tabeli oprócz wartości mocy doprowadzonej do zacisków wejściowych anteny stosuje się również wartość mocy promieniowanej przez anteny wyliczonej po uwzględnieniu oprócz mocy nadajników również strat w iderach i innych elementach oraz zysk antenowy. Jest to tzw. moc zastępcza promieniowana izotropowo z anteny, czyli moc EIRP (Eective Isotropical Radiated Power). Właśnie tą moc podaje się podczas tworzenia raportów o oddziaływaniu stacji bazowej na środowisko. Aktualnie najczęściej stosowane są stacje bazowe klasy 5 i wyższej ze względu na gęstą strukturę rozmieszczenia stacji bazowych operatorów publicznych spowodowaną głównie dużym natężeniem ruchu. W systemach trzeciej generacji UMTS nie ma określonych klas mocy stacji nadawczych. Najczęściej wartości mocy nadajnika stacji bazowej wahają się w przedziale W (poziom mocy sygnału: dbm) 7. Na podstawie wyliczonej mocy promieniowanej z anten nadajników można obliczyć natężenie sygnału tłumionego w wolnej przestrzeni w dowolnej odległości. Obliczenia przeprowadzono dla głównej osi propagacji ali radiowej, gdy nie uwzględniamy charakterystyki promieniowania anteny nadawczej. Wyniki 7 (aktualizacja ) Logistyka 4/

6 tłumienności sygnału w zależności od klasy mocy nadajnika dla pierwszego kanału GSM900 nadawanego na częstotliwości 925,1 przedstawiono w tabeli 5. Tab. 5. Tłumienie sygnału [dbm] w wolnej przestrzeni nadawanego na częst. 925,1 Klasa mocy nadajnika Dystans [m] ,34-4,68-8,20-10,70-12,64-14,22-15,56-16,72-17,75-18,66 2-1,67-7,69-11,21-13,71-15,65-17,24-18,57-19,73-20,76-21,67 3-4,68-10,70-14,22-16,72-18,66-20,25-21,58-22,74-23,77-24,68 4-7,69-13,71-17,24-19,73-21,67-23,26-24,59-25,75-26,78-27, ,70-16,72-20,25-22,74-24,68-26,27-27,61-28,76-29,79-30, ,71-19,73-23,26-25,75-27,69-29,28-30,62-31,78-32,80-33, ,72-22,74-26,27-28,76-30,70-32,29-33,63-34,79-35,81-36, ,73-25,75-29,28-31,78-33,71-35,30-36,64-37,80-38,82-39,73 Źródło: Opracowanie własne Na podstawie przeprowadzonych obliczeń można stwierdzić, że nadajnik klasy 5 publicznego operatora propagujący w głównej osi anteny sygnał w kierunku obszaru kolejowego po przebyciu dystansu 1 km będzie oddziaływał z mocą ok. -31 dbm. Sygnał ten jest o ok. 64 db wyższy od minimalnego poziomu pokrycia sygnałem GSM-R ETCS poziom 2 i wyższy o ok. 62 db dla ETCS poziom 3. W takich warunkach sygnał z pasma GSM-R może nie zostać poprawnie rozpoznany na wejściu odbiornika Ocena separacji kanałów radiowych przylegających sieci Intererencje powstałe na skutek bezpośredniego przylegania kanałów sieci GSM-R i operatora sieci publicznej są związane z niedostatecznym tłumieniem sygnałów poza pasmem GSM. Maski tłumienia sygnałów poza pasmem w różnych technologiach przedstawiono w tabelach 1 3. Korzystając w obliczeń mocy emitowanej EIRP można ocenić moce sygnałów poza kanałem stłumione poza pasmem. Na rysunku przedstawiono wykres tłumienia sygnału poza pasmem kanału w zależności od klasy nadajnika operatora publicznego dla systemu GSM. Rys. 4. Wartości mocy sygnału poza pasmem dla kanału GSM 900 w zależności od odległości od nadajnika Źródło: Opracowanie własne 1010 Logistyka 4/2015

7 Na przedstawionym na rysunku 4 wykresie można zaobserwować spadek wartości mocy sygnału w zależności od odległości od nadajnika oraz odchyleniu od częstotliwości nośnej kanału. Analizę przeprowadzono dla klasy 5 nadajnika GSM, pracującego w kanale 925,1. Ze względu na bezpośrednie przyleganie pasma publicznego do pasma GSM-R można stwierdzić, że dla sygnał z najbliższego kanału GSM przenika do pasma GSM-R i w zależności od dystansu dzielącego odbiornik GSM-R od nadajnika promieniującego na skraju pasma (separacja 200 khz) będzie się kształtował w zakresie od -40,70 dbm w odległości 100 m i -60,70 dbm w odległości 1 km. Sygnał zakłócający w najwyższym kanale pasma GSM-R będzie się wahał w zakresie od ok. -71 dbm do ok. -91 dbm. Oznacza to, że dla wymaganego minimalnego pokrycia sygnałem GSM-R dla systemu ETCS (-98 dbm) poziom sygnału użytecznego będzie niższy od zakłócającego o 7 db w odległości 1 km od nadajnika zakłócającego Symulacja produktów intermodulacji Symulacja tego typu zakłóceń została przeprowadzona dla dwóch wybranych kanałów GSM pracujących na częstotliwościach 1 = 928,4 i 2 = 932,6. Wstępne obliczenia wskazują kanały znajdujące się na częstotliwościach: 0 0 = 2 = = = = = (3) Na rysunku 5 przedstawiono wyniki symulacji z wykorzystaniem narzędzia irmy Triorail dostępnego na stronie Rys. 5. Symulacja produktów intermodulacji na wejściu odbiornika Źródło: opracowanie własne. Zarówno przeprowadzone obliczenia matematyczne jak i badania symulacyjne potwierdzają możliwość wystąpienia sygnałów zakłócających w paśmie GSM-R. Podobny rezultat uzyskano podczas symulacji dla kanałów znajdujących się w dużej odległości od siebie, daleko od częstotliwości zbliżonych do pasma GSM- R. Podczas badań symulacyjnych przyjęto, że nadajniki nadają na częstotliwościach 1 = 938 i 2 = 952,6. W tym przypadku produkty intermodulacji mogą pojawić się na częstotliwościach: 0 0 = 2 = = = = = 967,2 (4) Wyniki badań symulacyjnych potwierdzają wcześniejsze obliczenia. Logistyka 4/

8 Rys. 6. Symulacja produktów intermodulacji w przypadku dwóch odległych sygnałów spoza pasma Źródło: opracowanie własne. W przypadku systemów szerokopasmowych takich, jak UMTS, LTE, WiMAX intermodulacje 3-go rzędu pojawiają się samoistnie z racji sposobu działania tych systemów 8. Z tego też względu, współczesne szerokopasmowe systemy komórkowe stanowią większe zagrożenie dla sieci GSM-R. Na rysunku 7 przedstawiono wyniki symulacji oddziaływania pasma systemu UMTS na przylegające pasmo GSM-R. Rys. 7. Symulacja intermodulacji spowodowanych przez blok pasma UMTS Źródło: opracowanie własne W pracach nad oceną wpływu zjawiska powstawania produktów intermodulacji na wejściu odbiornika GSM-R rozważono również przypadek, w którym w pobliżu sieci GSM-R występuje zarówno sieć wąskopasmowa GSM900, jak i szerokopasmowa UMTS. Wyniki przeprowadzonej symulacji przedstawiono na rysunku 8. Blok sygnałów UMTS został zaznaczony kolorem czerwonym, spectrum częstotliwości będących produktami intermodulacji zaznaczono kolorem pomarańczowym, a częstotliwości stanowiące źródło intererencji zaznaczono kolorem czarnym. Przedstawione wyniki są nie tylko potwierdzeniem występującego zjawiska, ale również demonstrują jego złożoność, gdyż sygnały powstałe jako produkty intermodulacji mogą również intererować i być przyczyną powstawania kolejnych produktów intermodulacji. 8 Pietranik M.: Analiza i modelowanie zakłóceń intermodulacyjnych w odbiorze radiowym w zakresie UKF FM w pobliżu stacji nadawczych w warunkach miejskich. IŁ Raport Z21/ /1314/09. Warszawa Logistyka 4/2015

9 Rys. 8. Symulacja intermodulacji spowodowanych przez sieć GSM900 oraz UMTS Źródło: opracowanie własne 4. PODSUMOWANIE I WNIOSKI Cyrowy system łączności kolejowej GSM-R należy do ważnych elementów mający wpływ na przebieg i bezpieczeństwo procesu technologicznego. Bezpośrednie przyleganie pasma pracy systemu GSM-R i pasma nadawczego operatorów publicznych sprzyja powstawaniu intererencji, których skutki mają bezpośredni wpływ na działanie odbiorników systemu GSM-R. W części zasadniczej tego artykułu przedstawiono najważniejsze zjawiska mające wpływ na pracę tych urządzeń. Przeprowadzono badania analityczne oraz symulacyjne miały na celu ocenę wymienionych zagrożeń. Eektem przeprowadzonych badań stało się wykazanie niedostatecznego (choć zgodnego z dotychczas stawianymi wymaganiami) tłumienia sygnałów poza pasmem GSM oraz występowania produktów intermodulacji przy niekorzystnym układzie aktywnych kanałów w paśmie sieci publicznych. Prace prowadzone przy CEPT oraz ETSI zaowocowały stworzeniem szeregu wytycznych mających na celu osłabienie wpływu niekorzystnych zjawisk na odbiorniki GSM-R. Wśród nich wskazuje się na poprawienie iltracji stopni wejściowych odbiornika oraz zastosowanie udoskonalonych modemów GSM-R. W dalszej kolejności proponuje się obniżenie mocy nadajników operatorów publicznych emitujących w kierunku obszarów kolejowych oraz reorganizację częstotliwości, w paśmie bezpośrednio przylegającym do pasma GSM-R. Pierwsze zalecenia w tym zakresie opublikowano w zaleceniach [10] i [11] oraz w raportach CEPT [4][5][6][7] oraz dracie raportu ECC 229 [8]. Streszczenie W artykule przedstawiono wyniki badań i analizy wpływu nadajników mobilnych sieci komórkowych operatorów publicznych na pracę terminali GSM-R. W pierwszej części pracy przybliżono sieć GSM-R i typy odbiorników pracujących w tej sieci. Następnie przedstawiono stan wiedzy na temat niekorzystnego wpływu publicznych sieci GSM, UMTS i LTE na pracę odbiorników GSM- R. W głównej części artykułu zaprezentowano własne wyniki badań przeprowadzone z użyciem metod analitycznych i symulacyjnych. Na końcu artykułu zostały przedstawione podsumowanie i wnioski końcowe. Słowa kluczowe: GSM-R, zakłócenia terminali GSM-R, bezpieczeństwo kolei Impact o intererence rom public GSM networks to the work o GSM-R receivers Abstract The article presents the results o research and analysis an inluence o Mobile/Fixed Communications Networks to GSM-R terminals. In the ollowing parts there were presented the GSM-R network and they types o terminals. Then there were presented the state o knowledge about the adverse impact public GSM, UMTS and LTE networks to GSM-R receivers. In the main part o Logistyka 4/

10 the article there were presented the results o own research with use the analytical and simulation methods. At the end o the article they were presented the summary and conclusions. Key words: GSM-R, intererence o terminals, railway saety LITERATURA [1] DIRECTIVE 1999/5/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL o 9 March 1999 on radio equipment and telecommunications terminal equipment and the mutual recognition o their conormity. Oicial Journal o the European Communities [2] Directive 2008/57/EC o the European Parliament and o the Council O 17 June 2008 on the interoperability o the rail system within the Community. [3] Directive 2009/114/EC o the European Parliament and o the Council o 16 September 2009 amending Council Directive 87/372/EEC on the requency bands to be reserved or the coordinated introduction o public pan- European cellular digital land-based mobile communications in the Community (Text with EEA relevance). [4] ECC Report 41 Compatibility between LTE and WiMAX operating within the bands / and / (900/1800 bands) and systems operating in adjacent bands. [5] ECC Report 096. Compatibility between UMTS 900/1800 and systems operating in adjacent bands. Krakow. March [6] ECC Report 146. Compatibility between GSM MCBTS and other services operating in the 900 and 1800 requency bands. June [7] ECC Report 162. Practical mechanism to improve the compatibility between GSM-R and public mobile networks and guidance on practical coordination. May [8] ECC Drat Report 229. Guidance or improving coexistence between GSM-R and MFCN. Working Document. CEPT. 15 December [9] ETSI TS : Technical Speciication. Digital cellular telecommunications system (Phase 2+). Radio Transmission and Reception. (3GPP TS version Release 1999) European Telecommunications Standards Institute. ( ). [10] ETSI TS Railway Telecommunications. GSM-R improved receiver parameters. Part 1: Requirements or radio reception. [11] ETSI TS : Railway Telecommunications (RT). GSM-R improved receiver parameters. Part 2: Radio conormance testing. V1.3.1 ( ). [12] ETSI TS : E-UTRA. UTRA and GSM/EDGE; Multi-Standard Radio (MSR) Base Station (BS) radio transmission and reception. [13] ETSI TS Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); Radio transsmision and reception (3GPP TS version Release 12). Sophia Antipolis Cedex April [14] ETSI TS Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); Base Station (BS) radio transmission and reception (FDD) (3GPP TS version Release 11) Sophia Antipolis Cedex October [15] ETSI TS Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Base Station (BS) radio transmission and Deception. (3GPP TS version Release 11). Sophia Antipolis Cedex July [16] EIRENE System Requirements Speciication. European Integrated Railway Radio Enhanced Network. GSM-R Operators Group. UIC CODE 951. Version Paris. March [17] EIRENE Functional Requirements Speciication. European Integrated Railway Radio Enhanced Network. GSM- R Functional Group. UIC CODE 950. Version Paris. March [18] RADIO SPECTRUM COMMITTEE: GSM-R Intererences Contributions rom delegations and ERA on issues. Statistics and best practices as a ollow-up to the discussion in RSC#42. Working Document. European Commission. DG Communications Networks Content & Technology. Brussels. 26 February [19] Response to Inormation Notice 10/84. Licensing Regime or GSM or Railway Operations. Commission or Communications Regulation. Dublin 29 November [20] SM Unwanted emissions in the spurious domain. Recommendation ITU-R. Geneva [21] SUBSET-093. ERTMS/ETCS Class 1. GSM-R Interaces. Class 1 Requirements. ISSUE: DATE: 10-Oct [22] UIC O UIC Assessment report on GSM-R current and uture radio environment; version o July Logistyka 4/2015