铁路无线电监测系统技术方案

本申请实施例提供一种铁路无线电监测系统，包括：射频模块、卫星定位模块、A/D、FPGA、ARM、存储模块、通信模块、电源模块，其中，所述FPGA包括FFT算法、信号触发算法、信号截取算法和解调解码模块的实现，所述ARM用于实现核心功能逻辑控制和射频控制。本申请能够通过卫星定位模块实时获取当前接收机位置和运动速度，通过快速扫描获取空间无线电频谱数据，通过信号截取和解调解码算法对铁路沿线的GSM

【技术实现步骤摘要】
铁路无线电监测系统


[0001]本申请涉及无线电监测
，具体涉及一种铁路无线电监测系统。

技术介绍

[0002]铁路网是我国重要的交通运输网络，铁路的调度依赖铁路无线通信的有序进行。然而，铁路调度频段受到不明信号干扰的现象屡有发生，严重影响铁路车组的车次号注册，以及车辆与调度核心网之间的数据传输。目前，尚没有针对铁路无线通信进行监测和保障的无线电监测系统和网络。
[0003]目前市面上的无线电监测接收机型号很多，功能性能各异，但还没有针对铁路无线通信进行无线电监测的设备。列车运行过程中，尤其是高铁的高速运行过程中的无线电监测要求接收机具备较高的频谱扫描速度，卫星定位能力和列车调度通信网络的解调解码能力。目前市场上的接收机设备主要面向固定监测站部署，远远满足不了铁路通信网络的监测要求。
[0004]由此，本专利技术人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种铁路无线电监测系统，以克服现有技术的缺陷。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的问题，本申请提供一种铁路无线电监测系统，能够通过卫星定位模块实时获取当前接收机位置和运动速度，通过快速扫描获取空间无线电频谱数据，通过信号截取和解调解码算法对铁路沿线的GSM
‑
R、LTE
‑
R等无线通信系统信令进行解调解码，从而获取铁路通信网络质量数据。
[0006]为解决上述至少一个技术问题，本申请提供以下技术方案：
[0007]第一方面，本申请提供一种铁路无线电监测系统，包括：射频模块、卫星定位模块、A/D、FPGA、ARM、存储模块、通信模块、电源模块，其中，所述FPGA包括FFT算法、信号触发算法、信号截取算法和解调解码模块的实现，所述ARM用于实现核心功能逻辑控制和射频控制，其特征在于，包括以下实施步骤：
[0008]上位机下发监测任务，具体参数包括监测频段[f
s
，f
e
]、RBW、t
s
、T
s
，其中，f
s
为起始频率，f
e
为结束频率，RBW为分辨率带宽，t
s
为任务开始时间，T
s
为监测任务持续时间；
[0009]设备接收到上位机发送的监测任务后，根据任务参数中的[f
s
，f
e
]配置信号采集行为列表，设备中频带宽为B
IF
，采样率为f
samp
，若监测任务带宽大于中频带宽，即f
e
‑
f
s
＞B
IF
，则生成信号采集行为列表；
[0010]设备ARM射频控制模块根据生成的信号采集行为列表对射频模块本振频率进行设置，对进入设备的信号进行混频和中频滤波，输出模拟基带信号S
I
(t)与S
Q
(t)，或复基带信号S
I
(t)+jS
Q
(t)；
[0011]通过A/D，对模拟基带信号进行采样量化，得到数字基带信号S
In
与S
Qn
，或数字复基带信号S
In
+jS
Qn
；
[0012]FPGA中对A/D采样量化后的数字基带信号进行FFT变换，得到第i段接收信号的频谱数据P
i
＝{p
i1
，p
i2
，...，p
ij
，...}；
[0013]根据P
i
对噪声电平估计，根据信号触发阈值触发信号，结合铁路无线通信系统信道分布规则，生成信号列表，信号截取功能模块根据信号列表逐一对A/D输入的数字基带信号进行截取，解调解码模块对信号截取模块截取的各信号段数字基带信号进行解调解码，得到铁路无线通信网络质量数据，包括：Cell PCI、Cell ID、频点、RSRP、SINR；
[0014]将各段信号的频谱数据进行拼接，生成监测任务频段的完整频谱数据；
[0015]核心功能逻辑控制模块触发卫星定位模块，获取设备当前位置信息；
[0016]核心功能逻辑控制模块将各模块生成的数据生成数据包上报给上位机，数据包中数据可采用Json格式。
[0017]进一步地，所述上位机下发监测任务还包括：
[0018][f
s
，f
e
]为必选项，t
s
为可选项，若没有设置t
s
，则下位机接收到任务立即执行，否则按照设定的时间t
s
启动执行；
[0019]T
s
为可选项，若没有设置T
s
，则为设备启动后保持信号监测模式，直到上位机下达结束指令，否则监测任务持续T
s
时间后，自动结束。
[0020]进一步地，生成信号采集行为列表为：
[0021][0022]其中，T
samp
为每个基带信号采集频段的采样时间，为N为基带信号采集段数，若上位机下发的监测任务配置中包含t
s
设置，则任务进入等待状态，在t
s
时刻进入射频混频；若上位机下发的监测任务配置中未包含t
s
设置，则进入射频混频。
[0023]进一步地，所述根据P
i
对噪声电平估计，包括：
[0024]取前K帧频谱数据，及P
i
‑
K+1
到P
i
的频谱数据求平均，即
[0025][0026]设中最小值为P
i，min
，[P
i，min
，P
i，min
+10dB]区间的所有点，统计这些数据点的统计分布，取累计概率分布函数等于90％的点作为噪声功率上位值P
i，max
，取比P
i，max
大6dB作为信号触发阈值判定是否存在信号。
[0027]由上述技术方案可知，本申请提供一种铁路无线电监测系统，能够通过卫星定位模块实时获取当前接收机位置和运动速度，通过快速扫描获取空间无线电频谱数据，通过信号截取和解调解码算法对铁路沿线的GSM
‑
R、LTE
‑
R等无线通信系统信令进行解调解码，从而获取铁路通信网络质量数据。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本申请所述铁路无线电监测系统的结构示意图。
具体实施方式
[0030]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁路无线电监测系统，包括射频模块、卫星定位模块、A/D、FPGA、ARM、存储模块、通信模块、电源模块，其中，所述FPGA包括FFT算法、信号触发算法、信号截取算法和解调解码模块的实现，所述ARM用于实现核心功能逻辑控制和射频控制，其特征在于，包括以下实施步骤：上位机下发监测任务，具体参数包括监测频段[f
s
，f
e
]、RBW、t
s
、T
s
，其中，f
s
为起始频率，f
e
为结束频率，RBW为分辨率带宽，t
s
为任务开始时间，T
s
为监测任务持续时间；设备接收到上位机发送的监测任务后，根据任务参数中的[f
s
，f
e
]配置信号采集行为列表，设备中频带宽为B
IF
，采样率为f
samp
，若监测任务带宽大于中频带宽，即f
e
‑
f
s
>B
IF
，则生成信号采集行为列表；设备ARM射频控制模块根据生成的信号采集行为列表对射频模块本振频率进行设置，对进入设备的信号进行混频和中频滤波，输出模拟基带信号S
I
(t)与S
Q
(t)，或复基带信号S
I
(t)+jS
Q
(t)；通过A/D，对模拟基带信号进行采样量化，得到数字基带信号S
In
与S
Qn
，或数字复基带信号S
In
+jS
Qn
；FPGA中对A/D采样量化后的数字基带信号进行FFT变换，得到第i段接收信号的频谱数据P
i
＝{p
i1
，p
i2
，...，p
ij
，...}；根据P
i
对噪声电平估计，根据信号触发阈值触发信号，结合铁路无线通信系统信道分布规则，生成信号列表，信号截取功能模块根据信号列表逐一对...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红杰，洪卫军，吴宇晨，郭健，崔睿，赵振，
申请(专利权)人：北京博识广联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：