[發明專利]鐵路沿線GSM-R無線頻譜監測系統

在審

• 申請號: 201410364578.5
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN105323791A
• 公開（公告）日: 2016-02-10
• 發明（設計）人: 張璐;吳怡;徐卜;寇志東
• 申請（專利權）人: 北京欣易晨科技發展股份有限公司
• 主分類號: H04W24/04
• 分類號: H04W24/04;H04W24/10
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 王鍵

技術領域

本發明涉及鐵路無線頻譜監測技術領域，特別涉及鐵路沿線GSM-R無線頻譜監測系統。

背景技術

隨著中國鐵路建設特別是高速鐵路建設速度的逐步加快，GSM-R網絡的覆蓋區域日益增多，GSM-R網絡的正常運行是直接影響到整個鐵路運輸安全正點的很重要的保證，關系到國家和人民的生命財產安全。我國鐵路GSM-R網絡使用頻段為885-889MHZ(上行)，930-934MHZ(下行)。該頻段與中國移動公眾移動通信系統GSM網絡按地域共用，GSM-R網絡系統協調的覆蓋范圍應小于鐵路兩側各2KM，在其他地域協調的覆蓋范圍應小于鐵路兩側軌道各6KM，因此GSM-R網絡系統比GSM網絡系統的電磁環境更復雜，除了系統自身的影響，還有可能受到GSM網絡系統或其他移動通信網絡系統的干擾。GSM-R網絡通常會受到多方面干擾，從干擾來源角度可分為內部干擾和外部干擾。內部干擾包括樞紐站地區以及線路相鄰區域，大量GSM-R網絡基站的集中工作，使得各基站間下行信號相互影響，表現為整個GSM-R系統下行頻段底噪明顯升高。外部干擾包括公網中GSM基站干擾，GSM-R與公網GSM技術體制相同，頻段相近，易被大量GSM基站干擾；還包括G網相關設備的干擾，此類干擾主要來自“移動GSM信號放大器”、“手機信號干擾器”和“偽基站”，這些設備涵蓋GSM-R系統頻段，對上下行頻率都有可能造成干擾。外部干擾還包括C網干擾，例如C網基站設備發生故障特別是直放站出現故障時，產生的雜散信號會對GSM-R上行頻率形成干擾。可見頻譜監測是保障鐵路安全運輸重要的一環，通過頻譜監測并取得可靠的干擾相關數據，有利于區分GSM-R網絡和其他運營商之間的干擾情況，為無線電管理工作帶來便利，為鐵路安全運輸提供有力的保障。

發明內容

本發明提出一種鐵路沿線GSM-R無線頻譜監測系統，能夠實時監測GSM-R頻段內頻譜信號變化情況，當頻譜內出現干擾的異常情況時，可及時鎖定異常頻點，解析異常頻點上信道參數，并實時將相關干擾數據上報后臺數據中心。

本發明的技術方案：

1.一種鐵路沿線GSM-R無線頻譜監測系統，其特征在于，包括前端無線監測器和后臺數據中心，所述前端無線監測器和所述后臺數據中心通過無線移動網絡連接，所述前端無線監測器沿鐵路線定點間隔布設，用于連續監測GSM-R頻段內頻譜信號變化情況，當頻譜內出現干擾的異常情況時，鎖定頻點，并解析頻點上信道參數，實時將頻譜數據上報至后臺數據中心；所述后臺數據中心用于實時接收前端無線監測器數據，實時對相關干擾告警做出提示，并以GIS地圖、信道列表的方式展現干擾地點的無線數據狀況，控制前端無線監測器做出鎖頻、掃頻、呼叫或其他應用業務測試。

2.所述前端無線監測器包括相互連接的GSM-R網絡信號接收單元、信號控制單元、信號/命令接收/發送單元，以及配套的電源模塊和天線，所述電源模塊分別連接GSM-R網絡信號接收單元、信號控制單元和信號/命令接收/發送單元，所述GSM-R網絡信號接收單元具有接收天線，所述信號/命令接收/發送單元具有接收/發送天線；

所述GSM-R網絡信號接收單元包含掃頻、鎖頻模塊，用于對涵蓋GSM-R的GSM900全頻段掃描，得到相關的頻譜數據；或對指定的部分頻點掃描，鎖定相關頻點，采集相對應的系統消息、業務數據，獲取參數、信令解碼；

所述信號控制單元包含：物理信道消息解析模塊，用于解析上行和/或下行信令，得出信道上性能參數指標；層三消息解析模塊，用于采集并解析層三消息，獲取與干擾相關的參數；無線接口參數解析模塊，用于對基站相關參數進行準確解碼，便于問題定位；

所述信號/命令接收/發送單元用于包括接收并解析無線通信基站發送的空中接口信息，并且發送與基站的交互信息。

3.所述信號控制單元還包含實時頻譜分析模塊，所述實時頻譜分析模塊根據所述GSM-R網絡信號接收裝置掃頻、鎖頻后采集的數據，對其進行實時信令解析、參數分析，判斷是否存在干擾，并計算干擾強度。

4.所述信號控制單元還包含遠程控制測試模塊，所述遠程控制測試模塊通過接收后臺數據中心下發的指令，控制前端無線監測器按配置進行掃頻、鎖頻，并上報指定的報告數據。

5.所述信號控制單元還包含自動升級模塊，用于接收后臺數據中心發布的測試功能升級信息，自動下載升級。

6.所述前端無線監測器和所述后臺數據中心的傳輸方式采用WLAN、GPRS、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、TD-LTE或LTE。