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铁路无线电通信GSM-R干扰源探测与定位技术研究
| 论文题名： | 铁路无线电通信GSM-R干扰源探测与定位技术研究 |
| 关键词： | 铁路无线电通信;GSM-R干扰源;多普勒频移;干扰抑制;信息聚合定位;随机CRLB |
| 摘要： | GSM通信系统是目前运用最广泛的移动通信标准，GSM通信系统经过庞大的用户群和长时间的商用考验，已经发展成为一种极其成熟的通信标准。基于此原因，国际铁路联盟（UIC）和欧洲电信组织（ETSI）于1993年商定，欧洲各国新一代铁路通讯系统将采用以GSM Phrase2+为规范的GSM-R通信系统。2000年，我国铁道部确定将逐步发展GSM-R通信系统替代老旧的铁路通信系统。 GSM-R通信系统为铁路运输提供通信保障，特殊的用途对通信的安全性有非常高的要求，基于此，本文在通信系统的干扰探测、抑制、干扰源定位方面进行了深入研究。本文的主要贡献有： （1）本文分别推导了考虑和不考虑多普勒频移两种情况下的CRLB，针对铁路高速运动有可能造成高多普勒频移的问题，分析了多普勒频移的影响并得出结论，定位目标移动速度低于500Km/h，多普勒频移对RSS定位精度的影响可以忽略不计。基于WINNER-II路径损耗模型，系统频率是路径损耗的关键参数，RSS定位算法将随路径损耗信息的变化具有不同的定位结果信息。本文基于WINNER-II模型展开了多普勒频移对定位精度影响的研究。 （2）本文设计了一种干扰源探测、定位和抑制方案，仿真验证了方案的有效性。为判定GSM-R通信系统是否存在干扰，本文基于话务统计和路测展开对干扰探测的研究；针对根除和抑制干扰需要干扰源位置信息的需求，本文基于阵列信号处理、MUSIC谱估计和双基站AOA定位技术提出了一种干扰源定位算法，用于估计干扰源位置信息；针对探测到干扰后的抑制问题，本文采用阵列信号处理技术，利用空域滤波的方案对干扰方向来波信号进行抑制，保障正常通信。 （3）本文提出了具有闭式解的RSS定位算法，同时推导了相应的随机CRLB。针对RSS定位算法的优点，区别于前面基于阵列信号处理的定位算法，本文同时提出了基于无需阵列天线硬件支持的RSS干扰源定位算法。发射功率和路径损耗因子是RSS定位算法的关键参数。针对发射功率和路劲损耗因子为常量的情况，本文将两步加权最小二乘算法引用到RSS定位算法中。考虑到铁路通信干扰源是非合通信，干扰源发射功率往往未知，针对发射功率和路径损耗因子未知的情况，本文将发射功率作为未知参数，同时将路径损耗因子建模为高斯分布随机数，给出了具有闭式解的RSS定位算法并推导了相应的随机CRLB。 |
| 作者： | 林伟 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 黄际彦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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