鐵路無線電通信GSM-R干擾源探測與定位技術(shù)研究.pdf

1、GSM通信系統(tǒng)是目前運用最廣泛的移動通信標準，GSM通信系統(tǒng)經(jīng)過龐大的用戶群和長時間的商用考驗，已經(jīng)發(fā)展成為一種極其成熟的通信標準?；诖嗽?，國際鐵路聯(lián)盟（UIC）和歐洲電信組織（ETSI）于1993年商定，歐洲各國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)為鐵路運輸提供通信保障，特殊的用途對

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、抑制、干擾源定位方面進行了深入研究。本文的主要貢獻有：
　　（1）本文分別推導了考慮和不考慮多普勒頻移兩種情況下的CRLB，針對鐵路高速運動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，定位目標移動速度低于500Km/h，多普勒頻移對RSS定位精度的影響可以忽略不計。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定位精度影響的研究。
　?。?）本文設(shè)計了一種干擾源探測、定位和抑制方案，仿真驗證了方案的有效性。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)計和路測展開對干擾探測的研究；針對根除和抑制干擾需要干擾源位置信息的需求，本文基于陣列信號處理、MUSIC譜估計和雙基站AOA定位技術(shù)提出了一種干擾源定位算法，用于估計干擾源位置信息；針對探測到干

4、擾后的抑制問題，本文采用陣列信號處理技術(shù)，利用空域濾波的方案對干擾方向來波信號進行抑制，保障正常通信。
　?。?）本文提出了具有閉式解的RSS定位算法，同時推導了相應(yīng)的隨機CRLB。針對RSS定位算法的優(yōu)點，區(qū)別于前面基于陣列信號處理的定位算法，本文同時提出了基于無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