鐵路沿線gsm-r無線頻譜監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵路無線頻譜監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及鐵路沿線GSM-R無線頻譜監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著中國鐵路建設(shè)特別是高速鐵路建設(shè)速度的逐步加快，GSM-R網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域日益增多，GSM-R網(wǎng)絡(luò)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(guān)系到國家和人民的生命財產(chǎn)安全。我國鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)GSM網(wǎng)絡(luò)按地域共用，GSM-R網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)協(xié)調(diào)的覆蓋范圍應(yīng)小于鐵路兩側(cè)各2KM,在其他地域協(xié)調(diào)的覆蓋范圍應(yīng)小于鐵路兩側(cè)軌道各6KM，因此GSM-R網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)比GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的電磁環(huán)境更復(fù)雜，除了系統(tǒng)自身的影響，還有可能受到GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其他移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的干擾。GSM-R網(wǎng)絡(luò)通常會受到多方面干擾，從干擾來源角度可分為內(nèi)部干擾和外部干擾。內(nèi)部干擾包括樞紐站地區(qū)以及線路相鄰區(qū)域，大量GSM-R網(wǎng)絡(luò)基站的集中工作，使得各基站間下行信號相互影響，表現(xiàn)為整個GSM-R系統(tǒng)下行頻段底噪明顯升高。外部干擾包括公網(wǎng)中GSM基站干擾，GSM-R與公網(wǎng)GSM技術(shù)體制相同，頻段相近，易被大量GSM基站干擾；還包括G網(wǎng)相關(guān)設(shè)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(shè)備涵蓋GSM-R系統(tǒng)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(wǎng)干擾，例如C網(wǎng)基站設(shè)備發(fā)生故障特別是直放站出現(xiàn)故障時，產(chǎn)生的雜散信號會對GSM-R上行頻率形成干擾。可見頻譜監(jiān)測是保障鐵路安全運輸重要的一環(huán)，通過頻譜監(jiān)測并取得可靠的干擾相關(guān)數(shù)據(jù)，有利于區(qū)分GSM-R網(wǎng)絡(luò)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(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出一種鐵路沿線GSM-R無線頻譜監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測GSM-R頻段內(nèi)頻譜信號變化情況，當頻譜內(nèi)出現(xiàn)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(shù)，并實時將相關(guān)干擾數(shù)據(jù)上報后臺數(shù)據(jù)中心。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0005]1.一種鐵路沿線GSM-R無線頻譜監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括前端無線監(jiān)測器和后臺數(shù)據(jù)中心，所述前端無線監(jiān)測器和所述后臺數(shù)據(jù)中心通過無線移動網(wǎng)絡(luò)連接，所述前端無線監(jiān)測器沿鐵路線定點間隔布設(shè)，用于連續(xù)監(jiān)測GSM-R頻段內(nèi)頻譜信號變化情況，當頻譜內(nèi)出現(xiàn)干擾的異常情況時，鎖定頻點，并解析頻點上信道參數(shù)，實時將頻譜數(shù)據(jù)上報至后臺數(shù)據(jù)中心；所述后臺數(shù)據(jù)中心用于實時接收前端無線監(jiān)測器數(shù)據(jù)，實時對相關(guān)干擾告警做出提示，并以GIS地圖、信道列表的方式展現(xiàn)干擾地點的無線數(shù)據(jù)狀況，控制前端無線監(jiān)測器做出鎖頻、掃頻、呼叫或其他應(yīng)用業(yè)務(wù)測試。
[0006]2.所述前端無線監(jiān)測器包括相互連接的GSM-R網(wǎng)絡(luò)信號接收單元、信號控制單元、信號/命令接收/發(fā)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(wǎng)絡(luò)信號接收單元、信號控制單元和信號/命令接收/發(fā)送單元，所述GSM-R網(wǎng)絡(luò)信號接收單元具有接收天線，所述信號/命令接收/發(fā)送單元具有接收/發(fā)送天線；
[0007]所述GSM-R網(wǎng)絡(luò)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(guān)的頻譜數(shù)據(jù)；或?qū)χ付ǖ牟糠诸l點掃描，鎖定相關(guān)頻點，采集相對應(yīng)的系統(tǒng)消息、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，獲取參數(shù)、信令解碼；
[0008]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(shù)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(guān)的參數(shù)；無線接口參數(shù)解析模塊，用于對基站相關(guān)參數(shù)進行準確解碼，便于問題定位；
[0009]所述信號/命令接收/發(fā)送單元用于包括接收并解析無線通信基站發(fā)送的空中接口信息，并且發(fā)送與基站的交互信息。
[0010]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(jù)所述GSM-R網(wǎng)絡(luò)信號接收裝置掃頻、鎖頻后采集的數(shù)據(jù)，對其進行實時信令解析、參數(shù)分析，判斷是否存在干擾，并計算干擾強度。
[0011 ] 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(shù)據(jù)中心下發(fā)的指令，控制前端無線監(jiān)測器按配置進行掃頻、鎖頻，并上報指定的報告數(shù)據(jù)。
[0012]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(shù)據(jù)中心發(fā)布的測試功能升級信息，自動下載升級。
[0013]6.所述前端無線監(jiān)測器和所述后臺數(shù)據(jù)中心的傳輸方式采用WLAN、GPRS、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、TD-LTE 或 LTE。
[0014]7.所述后臺數(shù)據(jù)中心以B/S方式架構(gòu)，包含web客戶端和數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，所述web客戶端通過Internet網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)據(jù)中心服務(wù)器。
[0015]8.所述前端無線監(jiān)測器沿鐵路線每2?3公里布設(shè)一個，并在隧道內(nèi)和轉(zhuǎn)彎路段使用直放站作為補充。
[0016]9.所述監(jiān)測系統(tǒng)的頻譜使用GSM公網(wǎng)退讓的兩個頻段，上行頻段885?889MHZ，下行頻段930?934MHZ，上下行各19個信道，信道間隔200kHz。
[0017]本發(fā)明的技術(shù)效果:
[0018]本發(fā)明提出一種鐵路沿線GSM-R無線頻譜監(jiān)測系統(tǒng)，包括前端無線監(jiān)測器和后臺數(shù)據(jù)中心，前端無線監(jiān)測器沿鐵路線定點間隔布設(shè)，在隧道內(nèi)和轉(zhuǎn)彎路段使用直放站作為補充，達到整個線路無縫覆蓋，通過監(jiān)測并取得可靠數(shù)據(jù)，有效區(qū)分GSM-R網(wǎng)絡(luò)和其他運營商之間的干擾情況，為列車自動控制與傳感檢測信息提供數(shù)據(jù)傳輸通道，實現(xiàn)無線列調(diào)、編組調(diào)車通信、應(yīng)急通信等語音通信功能。此外還可提供列車定位尋址和旅客服務(wù)等功能。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。該系統(tǒng)能夠連續(xù)監(jiān)測GSM-R頻段內(nèi)頻譜信號變化情況，當頻譜內(nèi)出現(xiàn)干擾的異常情況，可鎖定頻點，解析頻點上信道參數(shù)，并實時將頻譜數(shù)據(jù)上報后臺數(shù)據(jù)中心；后臺數(shù)據(jù)中心可實時接收監(jiān)測器數(shù)據(jù)，實時對相關(guān)干擾告警做出提示，并以GIS地圖、信道列表的方式詳細展現(xiàn)干擾地點的無線數(shù)據(jù)狀況，可對干擾做出定性定量分析。還可在后臺控制前端設(shè)備做出鎖頻、掃頻或其他應(yīng)用業(yè)務(wù)測試，以便進一步定位干擾原因及測試干擾對業(yè)務(wù)的影響程度。對測試結(jié)果及歷史數(shù)據(jù)可進行查詢統(tǒng)計，提供滿足行業(yè)需求的專業(yè)報表。后臺數(shù)據(jù)中心對接入系統(tǒng)的所有檢測器設(shè)備進行集中管理，對系統(tǒng)使用也可分權(quán)限管理。
【附圖說明】
[0019]圖1是鐵路沿線GSM-R無線頻譜監(jiān)測系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖2是前端無線監(jiān)測器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021 ] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例做進一步的說明。
[0022]如圖1所示，是鐵路沿線GSM-R無線頻譜監(jiān)測系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖。包括前端無線監(jiān)測器和后臺數(shù)據(jù)中心，前端無線監(jiān)測器和后臺數(shù)據(jù)中心通過無線移動通信網(wǎng)連接，傳輸方式采用 WLAN、GPRS、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、TD-LTE 或 LTE。本實施例中，采用 GSM-R 網(wǎng)絡(luò)通信，GSM-R網(wǎng)絡(luò)是基于GSM標準，針對鐵路高速環(huán)境和調(diào)度需求進行改良的系統(tǒng)。頻譜使用了 GSM公網(wǎng)退讓的兩個頻段，上行頻段885?889，下行頻段930?934，上下行各19個信道，信道間隔200