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网络干扰检测及数据分析研究

【摘要】随着无线电应用的开发不断发展,其电频谱资源越来越紧缺,同时信号干扰问题也越来越普遍。GSM-R网络是铁路数字化通信的重要组成部分,其负责进行车地语音通信、列车运行控制命令调度等工作,其网络的干扰检测对于铁路通信安全监控具有非常重要的作用。为此本文对GSM-R网络干扰检测及数据分析技术进行研究,分析GSM-R网络干扰情况及其造成的影响,介绍目前常用的GMS-R网络干扰检测技术,对GSM-R网络干扰数据进行分析,致力于为解决GSM-R网络干扰问题提供解决新方法。

【关键词】GSM-R网络;干扰检测;数据分析

GSM-R网络是铁路专用无线通信网络,其于铁路信息的传递具有非常重要的作用。随着公网GSM系统业务的不断拓展,其对于GSM-R造成干扰在所难免,因此GSM-R网络干扰检测是铁路信息的安全传递的重要保障。

一、无线干扰对GSM-R网络的影响

1.1GSM-R网络干扰情况分析GSM-R网络收到的干扰主要来源于公网GSM系统,如:移动网络和联通网络占用了GSM-R的频点;CDMA信号距离GSM-R线路近,其设备具有抑制性差的问题造成对GSM-R网络造成干扰;网络公司所建设的GSM基站出现一致性能下降而导致对附近的GSM-R网络造成干扰;GSM-R系统内部规划不合理造成的同频或者邻频干扰;个人违规建设的无线设备或者是信号屏蔽设备等给GSM-R网络造成的干扰等。1.2GSM-R网络干扰造成的影响GSM-R网络干扰造成的影响主要包括:导致GSM-R网络语音通话质量的下降,影响铁路运营的语音通信;造成车辆与系统平台数据传输的中断、延迟、丢包、误码等问题,影响铁路指挥调度的正常运行;GSM-R网络干扰还会造成网络连接的失败或通信的阻塞,导致列车出现安全隐患。

二、GMS-R网络干扰检测技术

2.1GSM-R干扰检测标准GSM-R网络所采用的频段为上行885-889MHz,下行930-934MHz,为排除其他网络的干扰保证铁路网络的安全,需要定期进行网络干扰检测,采用无线干扰检测系统对来干扰源进行检测。根据《GSM-R数据通信网络技术体制》要求,对可能造成干扰的类型如:同频干扰、邻频干扰和互调干扰等进行检测,其干扰保护比分别为:同频干扰保护比C/I≥12dB;邻频干扰保护比C/I≥6dB;偏离载波400KHz时的干扰保护比C/I≥38dB;其中C为载波,I为干扰。2.2常见干扰检测技术GSM-R网络干扰检测技术主要包括采用频谱仪的干扰检测,采用扫描仪的干扰检测、采用对比试验的互调干扰检测等。各种干扰检测方法都具有其各自的优劣势,频谱仪检测操作简单、便与实施,但是其在检测效率和准确性方面较弱,不具备对瞬间干扰、跳频和同频信号干扰有效检测;扫描仪干扰检测不受网络类型限制,通过分析电平值判断干扰源,但是其对非规则的窄带脉冲干扰的检查能力较弱;对比试验互调干扰检测通过加装滤波器进行语音质量对比获取可能存在的外网型号干扰,互调干扰检测能够较为准确区分出干扰源,同时也通过提高接收机线性指标增强GSM-R的抗干扰能力,但是对比试验互调干扰检测复杂度较高,检测成本大。

三、GSM-R网络干扰数据分析

3.1数据源及其特征值提取GSM-R网络干扰的数据源来自对GSM-R网络运行过程中受到的干扰网络,采用频谱仪、扫描仪等动态监测GSM-R网络的实时频谱和接口数据等。特征值的提取是从数据源的各项参数中提取参数,其中包括:位置区域CGI/BSIC、通话质量RxQual、载干比C/I等。3.2干扰分类计算模型GSM-R网络干扰检测到的数据类型多、数量大,为此利用大数据处理技术对数据进行聚类分析,首先构建从数据源中提取相关特征值,对特征值按照基站、公里标等进行关联,形成特征值集合,再对集合进行预处理形成训练数据,采用决策树算法构建训练模型,最后结合GSM-R网络干扰自动诊断模型可估算出干扰检测的数据量大小,由此可作出准确的数据分析,为GSM-R网络干扰检测选择适合的干扰检测方法。

四、结语

通过本文的研究得知,GSM-R网络干扰问题是普遍存在的,并且干扰检测在铁路GSM-R通信应用中必不可少,在现有的扰检测技术中主要有频谱仪干扰检测,扫描仪干扰检测和对比试验互调干扰检测等,每一种检测方法都有其优缺点,在实际应用中通过数据分析时对数据源及其特征值进行提取,构建干扰分类模型由此才能够选择合理选择干扰检测方法。

参考文献

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[2]孟庆娟,曹青媚,马占飞.海量冗余数据干扰下的网络数据捕获和分析系统研究[J].现代电子技术,2016,39(16):27-30.

[3]白璐,刘婷婷,杨晨阳.超密集网络中干扰协调方法及性能分析[J].信号处理,2015,31(10):1263-1271.

作者:蒋一翔 单位:中国铁路通信信号上海工程局集团有限公司

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