鐵路無(wú)線電通信GSM-R干擾源探測(cè)與定位技術(shù)研究.pdf

1、GSM通信系統(tǒng)是目前運(yùn)用最廣泛的移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，GSM通信系統(tǒng)經(jīng)過龐大的用戶群和長(zhǎng)時(shí)間的商用考驗(yàn)，已經(jīng)發(fā)展成為一種極其成熟的通信標(biāo)準(zhǔn)?；诖嗽?，國(guó)際鐵路聯(lián)盟（UIC）和歐洲電信組織（ETSI）于1993年商定，歐洲各國(guó)新一代鐵路通訊系統(tǒng)將采用以GSM Phrase2+為規(guī)范的GSM-R通信系統(tǒng)。2000年，我國(guó)鐵道部確定將逐步發(fā)展GSM-R通信系統(tǒng)替代老舊的鐵路通信系統(tǒng)。
　　GSM-R通信系統(tǒng)為鐵路運(yùn)輸提供通信保障，特殊的用途對(duì)

2、通信的安全性有非常高的要求，基于此，本文在通信系統(tǒng)的干擾探測(cè)、抑制、干擾源定位方面進(jìn)行了深入研究。本文的主要貢獻(xiàn)有：
　　（1）本文分別推導(dǎo)了考慮和不考慮多普勒頻移兩種情況下的CRLB，針對(duì)鐵路高速運(yùn)動(dòng)有可能造成高多普勒頻移的問題，分析了多普勒頻移的影響并得出結(jié)論，定位目標(biāo)移動(dòng)速度低于500Km/h，多普勒頻移對(duì)RSS定位精度的影響可以忽略不計(jì)。基于WINNER-II路徑損耗模型，系統(tǒng)頻率是路徑損耗的關(guān)鍵參數(shù)，RSS定位算法將隨路

3、徑損耗信息的變化具有不同的定位結(jié)果信息。本文基于WINNER-II模型展開了多普勒頻移對(duì)定位精度影響的研究。
　　（2）本文設(shè)計(jì)了一種干擾源探測(cè)、定位和抑制方案，仿真驗(yàn)證了方案的有效性。為判定GSM-R通信系統(tǒng)是否存在干擾，本文基于話務(wù)統(tǒng)計(jì)和路測(cè)展開對(duì)干擾探測(cè)的研究；針對(duì)根除和抑制干擾需要干擾源位置信息的需求，本文基于陣列信號(hào)處理、MUSIC譜估計(jì)和雙基站AOA定位技術(shù)提出了一種干擾源定位算法，用于估計(jì)干擾源位置信息；針對(duì)探測(cè)到干

4、擾后的抑制問題，本文采用陣列信號(hào)處理技術(shù)，利用空域?yàn)V波的方案對(duì)干擾方向來(lái)波信號(hào)進(jìn)行抑制，保障正常通信。
　　（3）本文提出了具有閉式解的RSS定位算法，同時(shí)推導(dǎo)了相應(yīng)的隨機(jī)CRLB。針對(duì)RSS定位算法的優(yōu)點(diǎn)，區(qū)別于前面基于陣列信號(hào)處理的定位算法，本文同時(shí)提出了基于無(wú)需陣列天線硬件支持的RSS干擾源定位算法。發(fā)射功率和路徑損耗因子是RSS定位算法的關(guān)鍵參數(shù)。針對(duì)發(fā)射功率和路勁損耗因子為常量的情況，本文將兩步加權(quán)最小二乘算法引用到RS