主页（http://www.pttcn.net）：GSM-R电磁环境保护技术方案（试行） 一 建设目的 GSM-R系统承载了列车调度和列车控制系统中的关键指令，若发生故障将引起铁路系统的混乱，甚至可能造成严重的安全事故，因此为了充分保护铁路GSM-R系统的用频安全，需建设GSM-R监测专用系统，以及时发现并初步判断干扰来源，为干扰的快速消除提供有效可靠的先决条件。 二 定义 最大值：在一定的测量时间内，所有测量中所测的最大值。 x%值：在一定的测量时间内，超过某一数值的测量次数与全部测量次数之比为x%，则此值为x%值。 三 系统框图
图一 GSM-R干扰监测专用系统结构 四 实现功能 4.1 监测小站功能 为了合理使用网络资源，监测小站应具有很强的数据处理、数据压缩和数据存储功能。 4.1.1测量功能 §测试GSM-R下行频段内的各信道的强度，并根据多次测试值形成模板，记录最大值、90%值、70%值、50%值和10%值，并统计方差； §实时测量GSM-R上行频段底噪，经过A/D转换、DSP处理等，记录可能的干扰信号，并根据多次测试值形成不同时刻（如忙时和闲时）、不同模式（如GSM-R通信链路建立时和没有建立时）的模板，分别记录最大值、90%值、70%值、50%值和10%值，并统计方差。； §测量扫描频段内GSM及CDMA基站信号，形成数据库，数据库格式以最新监测数据库格式为准。 4.1.2识别及解码功能 §具有GSM-R同频信号的分离能力，并在同频信号分离的情况下实现信号的测量和解码，解出各GSM-R基站的配置情况（包括基站ID、运营商编号、用户级别、载波配置等）； §具有GSM系统解码功能，能够给出接收到的GSM基站的基站ID和载波配置和运营商编号，计算各基站的发射机互调，并测试BCCH载波的信号强度；根据干扰情况，识别可能引起干扰的GSM基站； §能够识别CDMA系统基站信号，能够给出基站ID和载波配置；根据底噪情况，识别引起干扰的CDMA基站；能够根据底噪模板判定高斯白噪声干扰； §能够捕获和识别GSM-R频段内的跳频信号和突发信号； §根据接收到的干扰情况，判定干扰类型（GSM-R同频或邻频干扰、GSM互调、CDMA带外干扰、模拟/数字电视干扰、集群干扰、跳频干扰、突发干扰、噪声干扰、不明干扰等）。 4.1.3告警功能 §发现可能的干扰信号，能够迅速告警（反应时间<2s），并上报数据处理中心； §告警信息内容包括：提交告警信息的监测小站ID；干扰类型（GSM-R同频或邻频干扰、GSM互调、CDMA带外干扰、模拟/数字电视干扰、集群干扰、跳频或突发干扰、噪声干扰、不明干扰等）；干扰信号强度；干扰信号频率；干扰信号频谱图；干扰信号解码结果（GSM系统基站ID、GSM-R系统基站ID、 CDMA系统基站ID）； §告警信息应区分潜在干扰和事实干扰，并根据干扰类型划分告警级别。 4.1.4记录及查询功能 §对一周内的监测数据（包括频谱图、信号识别及解码结果、告警信息）进行记录和存储，每周至少自动上传监测数据一次； §对尚未上传的监测数据能根据数据处理中心的要求进行查询和回放； §能在发现GSM-R带内异常信号时自动存储I/Q信号（触发前后各存储1Mbytes），并能在最短的时间内传输至控制中心，或在事后根据控制中心要求传回，进行进一步的分析处理和确认； §根据数据处理中心要求，上传所需的实时监测数据。 4.1.5其他功能 §具有远程控制功能，如远程控制重启、设置干扰判定门限、频率、带宽和分辨率等； §具有自检功能，可定时启动和人工启动，完成后上报自检报告； §定时向数据处理中心上报监测报告，包括设备运行情况、告警情况，以及重点监测对象情况； §站设备具有良好的通信、电源、防雷接地、电磁兼容及环境适应能力;设备可靠性高，能在铁路沿线环境下长期稳定正常工作； §站设备具有良好的工程实施能力，能在铁路GSM-R基站铁塔上快速安装和维护。 §留有TDOA定位的接口。 4.2 数据处理中心功能 数据处理中心的核心功能是汇总及综合处理路段内各监测小站的实时干扰监测结果；并能根据干扰类型及强度，初步定位干扰源。例如，若干扰类型为GSM下行信号，可给出产生干扰的GSM基站；若为其他类型干扰，综合分析附近小站报告的干扰强度，初步划分干扰源所在地。另外，能够对各监测小站进行状态监控，发现设备异常，能够主动告警；在需要时，可与现有监测定位系统联动，消除干扰。其主要功能如下： 4.2.1用户管理 程序启动后，用户首先进行登录，系统核准用户信息后，可进入主界面。用户管理主要功能是实现用户登录身份确认以及系统用户管理功能；操作用户通过该部分可以添加修改和删除系统操作用户与系统管理员，系统操作用户只能登录系统软件，但在操作软件时操作权限将受到严格限制，只有具备管理员权限的用户登录方可进行所有操作。 添加、修改和删除用户信息时主要包括用户名称、用户密码、用户权限等基本信息。 当用户进行添加修改和删除用户信息时软件将进行操作用户权限检查，需要管理员身份方可进行该操作，当用户为普通操作员时，则只能修改自身信息。 4.2.2数据信息浏览 主要提供以下数据信息的浏览： 系统数据：包括系统用户、系统工作日志、数据备份记录。 告警数据：包括提交告警信息的监测小站ID；干扰信号频谱图；干扰信号频率；干扰信号调制类型；干扰信号强度；干扰类型（GSM互调、CDMA带外干扰、模拟/数字电视干扰、集群干扰、跳频干扰、噪声干扰、不明干扰等）；干扰信号解码结果（GSM系统基站ID、CDMA系统基站ID、基站经纬度、数字电视信道号）； 测量数据：测量信号记录、干扰信号判决门限； 设备状态：设备故障小站ID、发生故障的类型（如设备损坏、停电、网路等）和时间、故障排除时间等。 4.2.3 控制及告警功能 根据数据处理中心用户命令，调用监测小站的实时监测数据，并存储； 自动定期调取各监测小站的监测数据，并以最新监测数据库格式存储； 对监测小站具有远端控制能力，能遥控开关监测小站、设置参数等。 4.2.4 数据查询 数据查询为用户提供数据的检索功能，在上节中提到的各类数据可按以下的组合查询条件进行检索： (一)检索条件 系统用户：用户类型，用户名称； 系统工作日志：事件发生时段，事件类型； 设备状态：事件发生时段； 监测信号记录：测量时间范围，中心频率范围，信号调制方式； 干扰信号记录：测量时间范围，中心频率范围，信号调制方式，干扰类型。 (二)输出 能以Word、Excel、pdf等多种文件格式输出数据查询结果列表。 4.2.5 对比分析 选取任意两个或多个相同频段的监测数据，进行比对。 以选定的基准数据为准，分析信号的增减数量及可能的序号、中心频率、频宽、载波功率、载噪比等的变化情况。以word、pdf等格式输出供对比的频谱图及对比结果。 4.2.6干扰来源分析 根据各监测小站上报的干扰信号告警信息，若为GSM（包括GSM-R）、CDMA基站干扰，则根据基站ID及运营商编号等信息快速定位干扰来源的基站位置；若为其他干扰类型，根据各小站上报的干扰信号强度，大致划分干扰来源区域。 4.2.7联网 可与现有监测定位系统通过TCP/IP协议联网，有需要时可调用现有监测定位系统，对干扰源进行分析、定位； 保留向铁路部门提供接口的功能。 4.2.8地图显示 可在地图背景上显示铁路线路、监测小站、数据处理中心和监测范围内的GSM（包括GSM-R）、CDMA基站位置，以及干扰来源分析结果。能够放大、打印图片。 4.2.9 可人工导出/导入数据库。并对数据库每周进行自动备份。 五 设备指标
六 处理流程 6.1 初始化流程
图二 初始化流程图 6.2 干扰识别流程 2 图三 干扰发现及处理流程图 七 重点及难点 7.1 解调及解码功能 要求监测小站具有对GSM-R、GSM、CDMA、UMTS（广东及深圳地区）等系统基站消息解码功能，能够获取基站ID、运营商编码、载波配置和BCCH载波强度； 具有跳频信号识别功能，能够得到跳频信号的频率集及跳频速率信息； 具有对模拟集群及模拟对讲系统的解码功能，能够获取语音信息。 7.2 同频信号分离 GSM-R工作频段内的同频信号分离是本系统的建设难点。虽然高铁运行有“天窗”时间，但由于干扰信号的出现具有一定的随机性，以及考虑到消除干扰的时效性要求，必须能够对同频干扰进行分离和识别。 注：“天窗”时间为高铁停运检修时间。 (中国集群通信网 | 责任编辑：陈晓亮) |
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