[发明专利]铁路沿线GSM-R无线频谱监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及铁路无线频谱监测技术领域，特别涉及铁路沿线GSM-R无线频谱监测系统。

背景技术

随着中国铁路建设特别是高速铁路建设速度的逐步加快，GSM-R网络的覆盖区域日益增多，GSM-R网络的正常运行是直接影响到整个铁路运输安全正点的很重要的保证，关系到国家和人民的生命财产安全。我国铁路GSM-R网络使用频段为885-889MHZ(上行)，930-934MHZ(下行)。该频段与中国移动公众移动通信系统GSM网络按地域共用，GSM-R网络系统协调的覆盖范围应小于铁路两侧各2KM，在其他地域协调的覆盖范围应小于铁路两侧轨道各6KM，因此GSM-R网络系统比GSM网络系统的电磁环境更复杂，除了系统自身的影响，还有可能受到GSM网络系统或其他移动通信网络系统的干扰。GSM-R网络通常会受到多方面干扰，从干扰来源角度可分为内部干扰和外部干扰。内部干扰包括枢纽站地区以及线路相邻区域，大量GSM-R网络基站的集中工作，使得各基站间下行信号相互影响，表现为整个GSM-R系统下行频段底噪明显升高。外部干扰包括公网中GSM基站干扰，GSM-R与公网GSM技术体制相同，频段相近，易被大量GSM基站干扰；还包括G网相关设备的干扰，此类干扰主要来自“移动GSM信号放大器”、“手机信号干扰器”和“伪基站”，这些设备涵盖GSM-R系统频段，对上下行频率都有可能造成干扰。外部干扰还包括C网干扰，例如C网基站设备发生故障特别是直放站出现故障时，产生的杂散信号会对GSM-R上行频率形成干扰。可见频谱监测是保障铁路安全运输重要的一环，通过频谱监测并取得可靠的干扰相关数据，有利于区分GSM-R网络和其他运营商之间的干扰情况，为无线电管理工作带来便利，为铁路安全运输提供有力的保障。

发明内容

本发明提出一种铁路沿线GSM-R无线频谱监测系统，能够实时监测GSM-R频段内频谱信号变化情况，当频谱内出现干扰的异常情况时，可及时锁定异常频点，解析异常频点上信道参数，并实时将相关干扰数据上报后台数据中心。

本发明的技术方案：

1.一种铁路沿线GSM-R无线频谱监测系统，其特征在于，包括前端无线监测器和后台数据中心，所述前端无线监测器和所述后台数据中心通过无线移动网络连接，所述前端无线监测器沿铁路线定点间隔布设，用于连续监测GSM-R频段内频谱信号变化情况，当频谱内出现干扰的异常情况时，锁定频点，并解析频点上信道参数，实时将频谱数据上报至后台数据中心；所述后台数据中心用于实时接收前端无线监测器数据，实时对相关干扰告警做出提示，并以GIS地图、信道列表的方式展现干扰地点的无线数据状况，控制前端无线监测器做出锁频、扫频、呼叫或其他应用业务测试。

2.所述前端无线监测器包括相互连接的GSM-R网络信号接收单元、信号控制单元、信号/命令接收/发送单元，以及配套的电源模块和天线，所述电源模块分别连接GSM-R网络信号接收单元、信号控制单元和信号/命令接收/发送单元，所述GSM-R网络信号接收单元具有接收天线，所述信号/命令接收/发送单元具有接收/发送天线；

所述GSM-R网络信号接收单元包含扫频、锁频模块，用于对涵盖GSM-R的GSM900全频段扫描，得到相关的频谱数据；或对指定的部分频点扫描，锁定相关频点，采集相对应的系统消息、业务数据，获取参数、信令解码；

所述信号控制单元包含：物理信道消息解析模块，用于解析上行和/或下行信令，得出信道上性能参数指标；层三消息解析模块，用于采集并解析层三消息，获取与干扰相关的参数；无线接口参数解析模块，用于对基站相关参数进行准确解码，便于问题定位；

所述信号/命令接收/发送单元用于包括接收并解析无线通信基站发送的空中接口信息，并且发送与基站的交互信息。

3.所述信号控制单元还包含实时频谱分析模块，所述实时频谱分析模块根据所述GSM-R网络信号接收装置扫频、锁频后采集的数据，对其进行实时信令解析、参数分析，判断是否存在干扰，并计算干扰强度。

4.所述信号控制单元还包含远程控制测试模块，所述远程控制测试模块通过接收后台数据中心下发的指令，控制前端无线监测器按配置进行扫频、锁频，并上报指定的报告数据。

5.所述信号控制单元还包含自动升级模块，用于接收后台数据中心发布的测试功能升级信息，自动下载升级。

6.所述前端无线监测器和所述后台数据中心的传输方式采用WLAN、GPRS、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、TD-LTE或LTE。