GSM-R系统干扰检测分析及实现

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1、电子科大学ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＬＯＧＹＯＦＣＨＡＮＤＴＥＣＨＮＯＩＮＡ硕士学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ论文题目ＧＳＭ－Ｒ系统干扰检测分析及实现学科专业通信与信息系统学号２０１４２１０１０６１７作者姓名符凯明指导教师居太亮副教授分类号密级注1UDC学位论文GSM-R系统干扰检测分析及实现（题名和副题名）符凯明（作者姓名）指导教师居太亮副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业通信与信息系统提交论文日期2017.11.10论文

2、答辩日期2017.11.16学位授予单位和日期电子科技大学2018年1月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。INTERFERENCEDETECTIONANALYSISANDIMPLEMENTATIONOFGSM-RSYSTEMAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:CommunicationandInformationSystemsAuthor:KaimingFuAdvisor:A.Prof.Tail

3、iangJuSchool:SchoolofCommunication&InformationEngineering摘要摘要GSM-R（GlobalSystemMobileforRailway）铁路全球移动通信系统，是基于GSM系统开发的铁路专用数字无线通信、调度和指挥系统，也是我国新一代铁路无线专用系统，承担了列车与车站、列车与列车间的通信、调度和控制等任务，其网络的可靠性和安全性特别重要。但由于一些原因，系统无线频率可能会被GSM系统或其它系统干扰，带来极大的安全隐患。为了及时发现并排除干扰，保证铁路无线通信调度系统的正常工作，必须对GSM

4、-R系统可能受到的干扰进行分析和检测。本文在研究GSM-R系统特性的基础上，通过分析系统工作环境状态，对系统可能存在的独立频点信号干扰、宽带噪声干扰、窄带网内同频干扰、窄带GSM互调干扰进行了建模仿真，分析了干扰信号的时域和频域特性。通信干扰检测方法，目前已经有能量检测法、时频分析法、高阶统计量分析法、循环平稳分析法等算法。在仿真分析常规干扰特性的基础上，详细对比分析了CME算法、FCME算法、双门限算法等干扰检测算法，仿真分析并验证了这些算法的的检测性能。针对GSM-R系统的两种典型干扰，同频干扰和互调干扰，本文讨论了一种频谱模板相关检测算

5、法，经过仿真验证，该方法可以分析和识别这两类干扰。本文在干扰检测算法仿真的基础上，讨论干扰检测系统的具体实现方案，并在FPGA平台上仿真验证了部分算法。经过硬件仿真分析，本文研究的干扰检测方法具有较高的可行性，检测性能优良，并可以较低成本实时实现。关键词：铁路无线通信系统，频域干扰检测，抽取滤波器IABSTRACTABSTRACTGSM-R(GlobalSystemMobileforRailway),isdevelopedasrailwayspecialdigitalwirelesscommunication,dispatchingandco

6、mmandsystembasedonGSMsystem.Itisalsothewirelessspecialsystemofthenewgenerationrailway,whichundertakesthecommunication,dispatchingandcontroloftrainandstation,trainandtrain,soitsnetworkreliabilityandsafetyisofspecialimportance.However,forsomereasons,itswirelessfrequencymaybei

7、nterferedbyGSMsystemorothersystems,resultingingreatsecurityrisks.Inordertodetectandeliminateinterferenceintimeandtoensurethenormaloperationoftherailwaywirelesscommunicationdispatchingsystem,itisnecessarytoanalyzeanddetectthepossibleinterferenceoftheGSM-Rsystem.Inthispaper,b

8、asedonthestudyoftheGSM-Rsystemcharacteristics,throughtheanalysisofsystemstateinwor