基于車地頻譜地圖的GSM-R干擾源與克隆基站定位技術(shù).pdf

1、現(xiàn)代化鐵路的高速發(fā)展與建設(shè)使得GSM-R網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化受到重視。GSM-R網(wǎng)絡(luò)中的人為干擾是影響網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量和安全性的重要因素之一。在GSM-R系統(tǒng)中，犯罪分子有可能通過壓制性強(qiáng)干擾、克隆基站等方式對(duì)車地通信系統(tǒng)進(jìn)行攻擊，影響列車的運(yùn)行安全。通過檢測(cè)車的周期性巡檢以及運(yùn)營列車的運(yùn)行，車地頻譜地圖可以采集接收?qǐng)鰪?qiáng)信息并提取保存射頻指紋在指紋數(shù)據(jù)庫中。本文通過對(duì)射頻指紋信息的分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾源以及克隆基站的定位。
　　傳統(tǒng)無線干擾源定位方

2、法使用頻譜分析儀對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。在偵測(cè)過程中不斷的調(diào)整頻譜分析儀的位置和天線方向，同時(shí)分析信號(hào)的頻譜成分，最終確定接收信號(hào)是否存在干擾信號(hào)，并定位干擾的物理位置。這種方法消耗時(shí)間長(zhǎng)并且浪費(fèi)人力資源。為了解決這個(gè)問題，本文通過分析GSM-R網(wǎng)絡(luò)的干擾分類，列舉了GSM-R系統(tǒng)可能遭受的各種非法人為干擾類型。首先根據(jù)Okumura-Hata和WinnerⅡ兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)信道模型，建立了仿真場(chǎng)景和射頻指紋數(shù)據(jù)庫。結(jié)合GSM-R系統(tǒng)特性，加入鐵路

3、運(yùn)輸中可能存在的壓制性干擾信號(hào)和克隆基站模型。為了提高定位干擾源的效率，本文提出了一種根據(jù)射頻指紋數(shù)據(jù)庫和實(shí)際接收電平等數(shù)據(jù)實(shí)施快速實(shí)時(shí)地定位GSM-R干擾源的方法。該方法當(dāng)出現(xiàn)壓制性干擾或克隆基站的干擾檢測(cè)信號(hào)時(shí)，結(jié)合射頻指紋數(shù)據(jù)并通過適合的定位算法定位干擾源。研究對(duì)比各種主要的干擾源定位算法的原理后，本文選取了傳統(tǒng)的三點(diǎn)定位算法、質(zhì)心算法及兩點(diǎn)交匯定位算法作為基本算法，使用Visual C++2005和IT++的平臺(tái)進(jìn)行仿真驗(yàn)證對(duì)比