一种高铁通信的干扰检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高铁通信的干扰检测方法，属于无线电监测领域。
【背景技术】
[0002] 我国高速铁路的建设始于2004年的中国铁路长远规划，开通的第一条真正意义 的高速铁路是2008年8月1日开通运营的350公里/小时的京津城际高速铁路。为了解 决列车在如此高速运行下通信的问题，引入了GSM-R系统。GSM-R(GSM-Railway)系统是专 门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统，专用于铁路的日常运营管理。
[0003]GSM-R系统有专用的无线电频段，工作频段为885MHz~889MHz(上行频段，移动 台发，基站收）、930MHz~934MHz(下行频段，基站发，移动台收）。GSM-R每个频点间隔为 200kHz，频点序号999~1019，其中999和1019两个频点作为隔离保护频点，在实际应用中 未被使用。
[0004] GSM-R通信系统正常运行必须依赖于良好的频率使用环境。由于无线电技术与应 用不断创新和发展，无线电频谱资源日益紧张，供求矛盾越来越突出，无线电台站数量日益 庞大，空中电磁环境日趋复杂。近年来，GSM-R系统频率受到干扰的事件时有发生，已经影 响到GSM-R系统的正常使用，危及铁路运输安全，迫切需要加强无线电管理，维护好空中电 波秩序。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种高铁通信的干扰检测方法，解决GSM-R系统频率受到 干扰而不能正常使用的问题。通过对监测数据分析处理，发现潜在干扰，以便于采取有效措 施，及时消除干扰。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： 一种高铁通信的干扰检测方法，包括如下步骤： (1) 提取GSM-R的上、下行频段的背噪门限； (2) 存储高铁通信频段模板； (3) 提取模板的最大值、最小值曲线； (4) 计算N帧频谱扫描数据的最大值曲线，并根据步骤（1)中的背噪门限，提取大于背 噪门限的信号，记录信号个数与每个信号的起始、截止索引； (5) 对提取的每个信号，分别与模板的最大值、最小值曲线的相应位置进行相似度对 I：匕，计算出相似系数MaxCorr、MinCorr; (6) 若相似系数MaXC〇rr、MinC〇rr均小于设定的门限，则认为信号与模板不相似，该信 号是干扰信号或信号受到干扰，根据信号的起始、截止索引与扫描步进，即可计算出该干扰 信号的中心频率与带宽； (7) 重复步骤（5)~ (6)。
[0007] 具体地，所述上、下行频段的背噪门限的提取方法为：选取M帧频谱扫描数据，取 其均值，根据上下行频段将该均值分别与上、下行浮动门限相加，即为上、下行频段的背噪 门限。
[0008] 进一步地，所述模板采用二维数组结构，记为Signal_template[Count] [Level], 其中，Count表示一次频谱扫描数据的个数，Level表示信号可能的电平范围内的电平个 数。
[0009] 更进一步地，所述模板由高铁上下行频段频谱扫描数据处理而成，所述处理方法 为：计算N帧频谱扫描数据的最大值曲线，根据步骤（1)中得到的背噪门限提取出信号，根 据每个信号相应频点上的电平值，将对应的Signal_template[Count] [Level]中对应的位 置的值加1，累计后形成模板。
[0010] 再进一步地，所述相似系数计算方法为：将步骤（5)中提取的每个信号，分别与模 板的最大值、最小值曲线相应位置进行相似度对比后的两组数据分别归一化后，用以下公 式进行计算
【主权项】
1. 一种高铁通信的干扰检测方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 提取GSM-R的上、下行频段的背噪门限； (2) 存储高铁通信频段模板； (3) 提取模板的最大值、最小值曲线； (4) 计算N帧频谱扫描数据的最大值曲线，并根据步骤（1)中的背噪门限，提取大于背 噪门限的信号，记录信号个数与每个信号的起始、截止索引； (5) 对提取的每个信号，分别与模板的最大值、最小值曲线的相应位置进行相似度对 I：匕，计算出相似系数MaxCorr、MinCorr ; (6) 若相似系数MaXC〇rr、MinC〇rr均小于设定的门限，则认为信号与模板不相似，该信 号是干扰信号或信号受到干扰，根据信号的起始、截止索引与扫描步进，即可计算出该干扰 信号的中心频率与带宽； (7) 重复步骤（5)~ (6)。
2. 根据权利要求1所述的一种高铁通信的干扰检测方法，其特征在于，所述上、下行频 段的背噪门限的提取方法为：选取M帧频谱扫描数据，取其均值，根据上下行频段将该均值 分别与上、下行浮动门限相加，即为上、下行频段的背噪门限。
3. 根据权利要求1所述的一种高铁通信的干扰检测方法，其特征在于，所述模板采用 二维数组结构，记为Signal_template[Count] [Level],其中，Count表示一次频谱扫描数 据的个数，Level表示信号可能的电平范围内的电平个数。
4. 根据权利要求3所述的一种高铁通信的干扰检测方法，其特征在于，所述模板由高 铁上下行频段频谱扫描数据处理而成，所述处理方法为：计算N帧频谱扫描数据的最大值 曲线，根据步骤（1)中得到的背噪门限提取出信号，根据每个信号相应频点上的电平值，将 对应的Signal_template [Count] [Level]中对应的位置的值加1，累计后形成模板。
5. 根据权利要求4所述的一种高铁通信的干扰检测方法，其特征在于，所述相似系数 计算方法为：将步骤（5)中提取的每个信号，分别与模板的最大值、最小值曲线相应位置进 行相似度对比后的两组数据分别归一化后，用以下公式进行计算，
【专利摘要】本发明公开了一种高铁通信的干扰检测方法。包括步骤：（1）提取GSM-R的上、下行频段的背噪门限；（2）存储高铁通信频段模板；（3）提取模板的最大值、最小值曲线；（4）计算N帧频谱扫描数据的最大值曲线，提取大于背噪门限的信号，记录信号个数与每个信号的起始、截止索引；（5）对提取的每个信号，分别与模板的最大值、最小值曲线的相应位置进行相似度对比，计算出相似系数MaxCorr、MinCorr；（6）若相似系数MaxCorr、MinCorr均小于设定的门限，则认为该信号是干扰信号或信号受到干扰。本发明根据高铁通信上下行频段特征，将信号与模板对比，可快速检测出干扰信号，以便于采取有效措施，及时消除干扰，对维护高铁正常运营有重要意义。
【IPC分类】H04W24-04, H04W24-08
【公开号】CN104640139
【申请号】CN201510074342
【发明人】龚晓峰, 刘奇琦, 张继宏, 李晶晶, 王涛
【申请人】成都大公博创信息技术有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月12日