高铁无线通信干扰检测及识别技术

高铁无线通信干扰检测及识别技术

摘要：在现阶段我国高铁系统发展中，无线通信方面的相关技术手段越来越先进，数字移动通信系统GSM-R网络能够提供较为稳定的服务，相对比较成熟，在高铁系统的很多场景中发挥着重要作用。但是在具体高铁无线通信过程中，依然存在着一些不容忽视的干扰因素，很容易导致移动无线通信质量受损，准确度或者时效性难以得到保障。基于此，在高铁无线通信系统维护和管理中，注重做好干扰检测以及识别至关重要，有助于进一步优化高铁无线通信系统运行效果。

关键词：高铁无线通信；干扰；检测；识别技术

1导言

随着我国高速铁路数字移动通信系统（GSM-R）网络运用日益成熟，高铁枢纽、并线、交叉线等区域场景日益增多，公众电信网络覆盖不断增强，无线干扰在高铁无线通信运维中已逐步成为主要被关注问题。据2017年全国高速铁路GSM-R网络服务质量动态检测结果统计，超过60%的服务质量问题与网络无线干扰有关，且这一比例在2018年有所增长。目前解决无线干扰问题已成为铁路无线通信维护部门的重点工作之一。

2无线干扰类型及影响

2.1无线网中存在的干扰类型

无线干扰是移动通信领域中永恒的话题，随着无线电频谱这种战略资源被越来越广泛的开发和利用，各频段间的相互干扰显得愈发不可避免。无线干扰是指在无线通信过程中发生的、无用的无线电信号引起的、导致有用信号接收质量下降或者损害的状态及事实。

2.1.1杂散干扰类型

人类接收到的信号是通过信号发射机来传输的，在其发射的过程中其发射的信号一般都是功率较大的信号，大功率信号也存在弊端。大功率信号的弊端就是其在发射过程中会产生其他的杂散的信号，而这种信号是会被接收者接收的，一旦被某设备接收了那么设备的通信质量就会被降低。

2.1.2互调干扰类型

互调干扰，顾名思义就是在接收信号的过程中会受到其他信号的干扰。互调干扰出现的情况是在两个或者多个干扰信号同时被接收到，这这几种干扰信号的作用下，接收的信号和内容质量会下降甚至很差。

2.1.3阻塞干扰类型

无线通信中的信号是通过放大器来传输的，干扰的信号也是通过放大器来传输的。在实际工作中放大器的工作是靠放大倍数来指挥执行的，放大倍数的设定是根据放大微弱信号需要的整机增益来设置的，但是干扰信号在用放大器进行传输时，放大器的设定值是超过了范围的，从而放大器对实际的信号的传达放大倍数降低，降低甚至无法正常接收到信号。

2.2无线干扰的影响

影响移动用户间的通话，使语音通话质量下降，严重时会造成通信中断；影响车地间的数据传输业务，给系统带来误码、丢包，使数据传输质量下降，严重时会造成数据传输中断；影响通信系统的可靠性，使正常的移动通信业务流程连接建立失败、切换失败、连接丢失或掉话等故障，严重时会造成通信系统阻塞或业务中断。

3铁路无线通信干扰检测

针对高铁无线通信干扰因素进行检测分析可以采用传统频谱干扰检测系统，

该系统的构成一般涉及天线、测量接收设备、频谱分析仪以及定位单位，然后借

助于数据处理分析，实现对频谱的详细分析，以求了解是否存在明显的干扰因素。在传统频谱干扰检测系统的运行中，为了取得理想的检测结果，往往还需要针对

无线信号进行必要的变频、滤波以及放大等转换操作，以便促使相应频率以及电

平测量更为准确，有效实现对于高铁无线通信干扰信息的获取。在针对高铁

GSM-R无线通信系统进行干扰检测时，往往需要考虑到上、下行频段的全面扫描，同时确保周期合理，能够控制在100ms以内。在传统频谱干扰检测系统的应用中，可以实现对于干扰信息的直观呈现，促使频谱特征得到详细分析，能够保障相关

信号得到准确捕捉和保存。

3.2实时频谱干扰检测

实时频谱干扰检测系统，同样也可以在高铁无线通信干扰检测分析中发挥积

极作用，尤其是在面临复杂电磁环境时，传统频谱干扰检测方式很难形成较为准

确全面的应用效果，利用实时频谱干扰检测方式能够针对所有数据信息进行实时

测量，并且结合自动化数据分析和统计，实现对干扰因素的参数分析。在实时频

谱干扰检测应用中，其速度往往比较快，在存在频谱重叠的无线通信系统干扰因

素分析中更具实效性；另外，实时频谱干扰检测技术的应用还能够较好借助于数

字荧光频谱展示技术进行干扰因素的直观呈现，信号捕捉和应用效果都较为理想。

3.3扫频干扰检测

扫频干扰检测在当前高铁无线通信干扰检测中同样也得到了有效应用，其主

要借助于扫频仪实现对频带内相关信号的精细化分析处理，在处理速度以及精确

度方面同样也能够表现出明显优势。在扫频干扰检测系统的应用中，其整个过程

是被动进行的，因此也就规避了以往干扰检测分析时可能对无线通信网络带来的

影响。对于扫频干扰检测技术的应用而言，还能够保障自身不受周围因素以及其

它参数的影响，不需要在SIM卡的支持下运行。当然，为了更好地提高扫频干扰

检测准确度，同样也需要重点围绕着天线、扫频仪以及定位单元、数据处理分析

等要点进行严格把关，最终保障整个系统运行更为高效可靠，能够实现对GSM-R

网络上、下行频段的全面检测分析。

4高铁无线通信干扰识别技术

4.1联动分析技术

因为当前高铁无线通信系统的复杂性，涉及的干扰因素众多，因此也就必然

需要重点围绕相应干扰检测系统进行不断优化，使其具备更强的联动功能，尤其

是对于涉及的大量数据信息，更是需要采取联动分析手段，提高检测效率。在联

动分析技术的应用中，对干扰信号的识别不仅仅需要考虑到干扰信息检测的所有

数据，往往还需要重点关注干扰检测和服务质量检测结果的联动分析，以便更为

全面准确了解无线通信系统的运行效果，避免单独分析干扰信号产生的偏差问题。

4.2阻塞干扰自动识别技术

高铁无线通信干扰因素的识别还可以借助于阻塞干扰自动识别技术，该技术

的应用能够充分实现自动化识别技术的运用，针对接收机出现的大信号阻塞现象

进行自动化识别，进而及时发现可能出现的服务质量受损问题。为了优化阻塞干

扰自动识别技术的应用效果，针对强信号触发电平进行准确设置至关重要，应该

结合距当前小区频点的频率间隔大小予以优化，如此才能够保障后续识别程序具

备自动化特点，准确度也能够得到较好保障。