专利名称：一种快速的gsm-r干扰识别方法
技术领域：
本发明涉及无线通讯领域的GSM-R技术，尤其涉及一种快速的GSM-R干扰识别方法。
背景技术：
GSM - R是基于GSM技术的一种专用通信系统——铁路综合数字移动通信系统。 与传统的GSM技术相比，GSM — R除了能提供一系列铁路通信业务外，还能保证列车在 500km / h的情况下进行高可靠性、高接通率、高传输质量的通信，其通信安全和业务的可靠性直接影响到我国铁路今后的发展，影响到整个国民经济的发展。与此同时，由于我国无线电通信的飞速发展，铁路沿线的电磁环境已经变得非常复杂，存在着多种通信的干扰。随着我国高速铁路的建设，传统的依靠电务试验车的人工发现干扰的方法普遍存在着监测时间长、反应速度慢等弊端，已经不能够及时的发现铁路上的通信干扰，对于高速铁路模式下的干扰识别已经力不从心，无法满足当前干扰监测对于实时性和准确性的要求。发明内容
为了解决上述人工发现干扰的问题，本发明提供了一种时频结合的GSM-R干扰快速识别方法。
本发明所采用的系统为由天线、高频接收模块、第一级变频器、中频滤波器、A/D 转换器、第二级变频器、 ARM&DSP双核处理器及存储器组成。天线与高频接收模块的输入端相连接，高频接收模块的输出端与第一级变频器的输入端相连接，第一级变频器的输出端与中频滤波器的输入端相连接，中频滤波器的输出端与第二级变频器的输入端相连接，第二级变频器的输出端与A/D转换器的输入端相连接；A/D转换器进行模拟/数字采样转换后，将A/D转换器输出的数字量经由以太网传递给ARM&DSP双核处理器的ARM核，然后通过 ARM&DSP双核处理器的DSPLINK通道将数据交由DSP核，DSP核调用存储器中的信号频域模板进行干扰识别，然后通过通信接口将干扰信息送给PC机或其它发出干扰识别指令的系统。
所述的快速GSM-R干扰识别方法的步骤如下
1.取N (要求N为4的整数倍)个GSM-R采样数据组成的信号序列V，对V进行快速傅里叶变换，得到N点频域数据序列F，公式如下N-2严 k
Fk =Z( V1) ~0
其中Fk为频域数据序列F的第k个数据，k=0, I, 2···N-1 ；
Vi为信号序列V的第i个数据，i=0, I, 2…N-1 ；
e为自然指数，其值约为2. 7183 ;
j为虚数单位。
2.将频域数据序列F分成通信信号S和底部噪声D两个序列，分离原则如下
当Fk < Cl时，Fk存入底部噪声序列D
当Fk > Cl时，Fk存入通信信号序列S
其中Fk为频域数据序列F的第k个数据，k=0, I, 2-N-1 ；
数值Cl为根据实际电磁情况设置的通信信号与底部噪声的分离阈值，通常取值为无业务信道在没有干扰情况下的底部噪声最大值；D和S为固定大小序列，体积均为|·， 超出部分舍弃，不足部分补零。
3.计算底部噪声序列D的平均值Davk，判断当前底部噪声是否有干扰。
当Davk ( C2时，说明当前底部噪声没有被干扰
当Davk > C2时，说明当前底部噪声受到干扰
其中数值C2为根据实际电磁情况，设置的底部噪声干扰识别阈值，通常取值为无业务信道在没有干扰情况下的底部噪声的平均值。
4.根据通信信号序列S得到该序列的最大值M。
5.将通信信号序列S中的每一个数据除以最大值M，可以得到由*个数据组成的归一化的通信信号序列，公式如下
Sk = —M
其中I力归一化的通信信号序列5的第k个数据Λ=0，1，2…寻一 1;
Sk为通信信号序列S的第k个数据，k=0，I5 2….-1;
M为通信信号序列S中的最大值。
6.将*点归一化的通信信号序列§与标准信号频域模板序列Std的对应数据相减后取绝对值，得到I点信号差值数据序列Subl，公式如下
Sublk = Sk -Stdk|
其中标准信号频域模板序列Std为多次测量实际GSM-R信道，将所得信号频谱变频至零中频，然后对所得数据校正后取得的N点长度序列，或者通过MATLAB直接生成标准 GSM-R的时域I\Q两路信号，然后对时域I\Q两路信号中的任意一路信号进行快速傅里叶变换后取得；
Sublk表示所述差值数据序列的第k个数据—I;
与为归一化的通信信号序列的第k个数据，k=0，1，2…—1;°kCi2
Stdk为标准信号频域模板序列Std的第k个数据，k=0，1，2…譬-1。
7.将标准信号频域模板序列Std原数据保留，右方增加m个0， (m=0，1，2…*一I )，此时序列长度为| + m然后将补零后的标准信号频域模板序列std 与归一化的通信信号序列5的对应位相乘再相加，得到Std与§的互相关结果序列cov，公式如下
权利要求
1.一种快速GSM-R干扰识别方法，其特征在于包括以下步骤 1)取N个GSM-R采样数据组成的信号序列V，N为4的整数倍，对V进行快速傅里叶变换，得到N点频域数据序列F，公式如下
2.根据权利要求1所述的一种快速GSM-R干扰识别方法，其特征在于所述的数值Cl 为无业务信道在没有干扰情况下的底部噪声的最大值。
3.根据权利要求1所述的一种快速GSM-R干扰识别方法，其特征在于所述的数值C2 为无业务信道在没有干扰情况下的底部噪声的平均值。
全文摘要
本发明涉及一种快速的GSM-R干扰识别方法，属于无线通讯领域。具体为，取N个GSM-R采样数据组成的信号序列V，对V进行快速傅里叶变换得到频域数据序列F，通过分离阈值将F分成通信信号S和底部噪声D两个序列，计算底部噪声序列D的平均值，判断当前底部噪声是否有干扰，将归一化的通信信号序列与标准信号频域模板序列Std的对应数据相减后取绝对值，得到信号差值数据序列Sub1，计算Std与的互相关结果序列COV，对Std做自相关，得到Std的自相关结果序列AUT，将AUT的每一个数据与COV的每一个数据相减后取绝对值，得到序列Sub2，根据Sub1和Sub2判断有没有干扰。I/Q信号指两路数字中频信号。
文档编号H04B17/00GK103001714SQ20121052569
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月8日 优先权日2012年12月8日
发明者赛景波, 刘瑞, 褚丹丹, 刘杰, 李志敏, 佟秋薇, 刘霄, 谢标, 宿玲玲, 江继龙 申请人:北京工业大学