CN102625341A - 对gsm-r网络干扰进行检测的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种对GSM-R网络干扰进行检测的装置和方法；所述装置包括：Um监测单元，用于从Um接口接收GSM或GSM-R网络的无线信号并进行同步、解调，提取所述无线信号上携带的消息、业务数据；将所有频段内的任一绝对无线频道编号频道进行解调，并获得其所有8个时隙上的原始比特信息，并将所有8个时隙上的原始比特信息解析为层3信令或业务数据；干扰判断单元，用于根据所述Um监测单元输出的层3信令解析出待检测区域附近当前被占用的频点，通过将当前被占用的频点和待检测区域内的GSM-R网络频点进行比对，判断GSM-R网络是否被干扰。本发明能够更便捷地对GSM-R网络进行干扰检测。

Description

对GSM-R网络干扰进行检测的装置和方法

技术领域

本发明涉及无线通讯领域，尤其涉及一种对GSM-R网络干扰进行检测的装置和方法。

背景技术

对于移动通信系统，无线信号干扰始终是一个不可避免的话题。GSM-R（GSM for Railways）是专门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统；在GSM-R网络中，干扰可分为2类：

一种是同制式干扰，如GSM-R网内由于规划不合理，导致同频、邻频干扰，比如相互邻近的中国移动GSM网络和GSM-R网络使用的频点冲突造成的同频、邻频干扰。

另一种是不同制式干扰，非GSM制式的干扰信号。

本文中所提及的干扰检测是指同制式干扰的检测。

现有的干扰检测技术通常是利用测试手机，插入中国移动/联通的SIM卡，不断进行拨打，通过测试手机输出的信令，或者测试手机自己输出的TRACE结果，可以得知网络向手机指定了哪些频点，从而也可以计算出相同的信息。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何更便捷地对GSM-R网络进行干扰检测。

为了解决上述问题，本发明提供了一种对GSM-R网络干扰进行检测的装置，包括：

Um监测单元，用于从Um接口接收GSM或GSM-R网络的无线信号并进行同步、解调，提取所述无线信号上携带的消息、业务数据；将所有频段内的任一绝对无线频道编号频道进行解调，并获得其所有8个时隙上的原始比特信息，并将所有8个时隙上的原始比特信息解析为层3信令或业务数据；

干扰判断单元，用于根据所述Um监测单元输出的层3信令解析出待检测区域附近当前被占用的频点，通过将当前被占用的频点和待检测区域内的GSM-R网络频点进行比对，判断GSM-R网络是否被干扰。

进一步地，待检测区域附近当前被占用的频点是指待检测区域附近GSM网、及GSM-R网其他小区在和移动台进行通信的过程中，网络分配给移动台的频点。

进一步地，所述Um监测单元从Um接口接收GSM或GSM-R网络的无线信号并进行同步、解调是指：

所述Um监测单元锁定在某个小区的广播控制信道载波上，接收该载波上的无线信号进行同步、解调，获取控制信道的配置情况；如果控制信道在同一个频点上，则同步、解调该频点上的无线信号获得层3信令或业务数据，如果控制信道在其他频点上，则同时对广播控制信道载波和控制信道所在频点上的无线信号进行同步、解调获得层3信令或业务数据。

进一步地，所述层3信令包括业务信道的信道分配消息以及配置信息；

所述Um监测单元还用于在获得业务信道的配置信息后，继续对业务信道进行同步和测量，测量内容为信号强度；

进一步地，所述干扰判断单元包括：

解析模块，用于解析所述Um监测单元输出的层3指令，当层3指令为信道分配消息时，从该信道分配消息中确定待检测区域附近当前有哪些频点被占用；

判断模块，用于将当前被占用的频点和待检测区域中的GSM-R网络频点进行比对，如果有相同的则确定存在频点冲突；

检测模块，用于当存在频点冲突时根据解析出的层3指令确定当前被占用的频点所属网络，计算出当前被占用的频点在时间上的被占用率，并从Um监测单元获得当前被占用的频点上的信号强度。

本发明还提供了一种对GSM-R网络干扰进行检测的方法，包括：

从Um接口接收GSM或GSM-R网络的无线信号并进行同步、解调，提取所述无线信号上携带的消息、业务数据；将所有频段内的任一绝对无线频道编号频道进行解调，并获得其所有8个时隙上的原始比特信息，并将所有8个时隙上的原始比特信息解析为层3信令或业务数据；

根据层3信令解析出待检测区域附近当前被占用的频点，通过将当前被占用的频点和待检测区域内的GSM-R网络频点进行比对，判断GSM-R网络是否被干扰。

进一步地，待检测区域附近当前被占用的频点是指待检测区域附近GSM网、及GSM-R网其他小区在和移动台进行通信的过程中，网络分配给移动台的频点。

进一步地，从Um接口接收GSM或GSM-R网络的无线信号并进行同步、解调的步骤包括：

锁定在某个小区的广播控制信道载波上，接收该载波上的无线信号进行同步、解调，获取控制信道的配置情况；如果控制信道在同一个频点上，则同步、解调该频点上的无线信号获得层3信令或业务数据，如果控制信道在其他频点上，则同时对广播控制信道载波和控制信道所在频点上的无线信号进行同步、解调获得层3信令或业务数据。

进一步地，所述层3信令包括业务信道的信道分配消息以及配置信息；该方法还包括：

在获得业务信道的配置信息后，继续对业务信道进行同步和测量，测量内容为信号强度。

进一步地，根据层3信令解析出待检测区域附近当前被占用的频点，通过将当前被占用的频点和待检测区域内的GSM-R网络频点进行比对，判断GSM-R网络是否被干扰的步骤包括：

解析所述Um监测单元输出的层3指令，当层3指令为信道分配消息时，从该信道分配消息中确定待检测区域附近当前有哪些频点被占用；

将当前被占用的频点和待检测区域中的GSM-R网络频点进行比对，如果有相同的则确定存在频点冲突；

当存在频点冲突时根据解析出的层3指令确定当前被占用的频点所属网络，计算出当前被占用的频点在时间上的被占用率，并从Um监测单元获得当前被占用的频点上的信号强度。

本发明主要根据Um接口获取的信令，解析出GSM或GSM-R网络呼叫时所用到的频点配置，并根据这些频点是否跳频、是否有DTX（Discontinuous Transmission不连续发送）等信息，结合测得的信号强度，计算出这些无线信号对GSM-R网络的危害程度，达到干扰检测的目的。

本发明与现有技术相比，有如下好处：

（1）不需要SIM卡，从而可以同时判断中国移动、联通，或者铁路GSM-R网络自身的呼叫信令和频点使用情况；而利用测试手机，必须用SIM卡，SIM卡要么是联通，移动或者GSM-R的，所以它只能获取一种网络的频点配置。

（2）不需要主动拨打，从而避免造成对被测网络的占用。

（3）客观反映信号占用情况。测试手机的方式获得的频点是网络分配给测试手机自己的，它只能根据自己的频点配置近似地估计网络各频点的使用情况，而本发明检测到的就是各频点的使用情况。

附图说明

图1是实施例一的对GSM-R网络干扰进行检测的装置的示意框图；

图2 是干扰示意图；

图3是实施例二中对GSM-R网络干扰进行检测的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。

需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。

GSM-R网络中的Um接口（无线接口）是车载MS（移动终端，包括铁路机车综合无线通信设备CIR和列控车载设备OBU）与BTS（基站收发台）之间的接口，是车载移动通信设备与网络直接有信息交互的接口。

实施例一，一种对GSM-R网络干扰进行检测的装置，如图1所示，包括：

Um监测单元，用于从Um接口接收GSM或GSM-R网络的无线信号并进行同步、解调，提取所述无线信号上携带的消息、业务数据等信息；将所有频段内的任一ARFCN（Absolute Radio Frequency Channel Number，绝对无线频道编号）频道（包括上行、下行）进行解调，获得其所有8个时隙上的原始比特信息，并将所有8个时隙上的原始比特信息解析为最终的层3信令，或业务数据；

干扰判断单元，用于根据所述Um监测单元输出的层3信令解析出待检测区域附近当前被占用的频点，通过将当前被占用的频点和待检测区域内的GSM-R网络频点进行比对，判断GSM-R网络是否被干扰。

本实施例中，待检测区域附近当前被占用的频点是指待检测区域附近GSM网、及GSM-R网其他小区在和移动台进行通信的过程中，网络分配给移动台的频点。“待检测区域附近”的意思是指这样一个大的区域范围：该区域范围中所发送的无线信号能被待检测区域中Um监测单元接收到。

待检测区域内的GSM-R网络频点可以是预存的，或是在检测时输入的；可以携带在GSM-R网络频点配置信息中。

本实施例中，所述Um监测单元的容量可以用能同时监测的频点数来衡量。它可以是单频点，或多频点的，根据实际需要配置。

本实施例中，所述Um监测单元从Um接口接收GSM或GSM-R网络的无线信号并进行同步、解调具体可以是指：

所述Um监测单元锁定在某个小区的BCCH（Broadcast Control Channel，广播控制信道）载波上，并根据3GPP的相关规范接收该载波上的无线信号进行同步、解调，获取控制信道的配置情况；如果控制信道在同一个频点上，则同步、解调该频点上的无线信号获得层3信令或业务数据，如果控制信道在其他频点上，接收机使用另外的通道，则同时对BCCH载波和控制信道所在频点上的无线信号进行同步、解调获得层3信令或业务数据。

接收机继续锁定在控制信道上，从控制信道上继续获取信息，在正常呼叫过程中，控制信道上会发送消息，指定业务信道，包括业务信道占用的频点、是否跳频、跳频序列等信息。

所述层3信令可包括业务信道的信道分配消息（信道分配消息包括若干种用于信道分配的消息，不一一举例，可参见现有技术）、以及业务信道的配置信息等。

所述Um监测单元还可以用于在获得业务信道的配置信息后，可根据该配置信息继续对业务信道上的无线信号进行同步和测量，主要测量内容为信号强度。

本实施例中，所述干扰判断单元具体可以包括：

解析模块，用于解析所述Um监测单元输出的层3指令，当层3指令为信道分配消息时，从该信道分配消息中确定待检测区域附近当前有哪些频点被占用（包括之前已经分配给信道的频点，及所指定的即将分配的信道所用的频点），还可以进一步确定是否跳频及跳频序列等；

判断模块，用于将当前被占用的频点和待检测区域中的GSM-R网络频点进行比对，如果有相同的则确定存在频点冲突，也就是存在干扰；造成频点冲突的原因既可能是GSM网络占用了GSM-R网络中的频点，也可能是远处GSM-R网络的小区信号辐射过来了；

检测模块，用于当存在频点冲突时根据解析出的层3指令确定当前被占用的频点所属网络（中国移动、联通，还是GSM-R网络的其他小区等），计算出当前被占用的频点在时间上的被占用率，并从Um监测单元获得当前被占用的频点上的信号强度。

本实施例中，所述干扰判断单元能够检测出的被干扰情况包括：

GSM-R网的哪个或哪些频点被GSM网或附近的其他GSM-R小区占用；

被占用的频点的信号强度是多少；

被占用的频点在时间上的被占用率（有些干扰信号不是持续的，而是间断的）。

本实施例通过Um监测获得的频点占用信息是干扰源网络实际的情况。

本实施例应用于GSM-R领域，GSM-R网络的干扰既可能是来自GSM网络（如中国移动、中国联通的GSM网）的，也可能是来自GSM-R网络自身的，因此既需要接收GSM的信号，也需要GSM-R的信号。

如果接收到GSM的信号（通过解析其中信息可以判断），并分析出GSM网占用了GSM-R网的频点，则得出结论：这些GSM-R频点被GSM网络占用了。如果接收到的是GSM-R信号，并分析出不是周围配置的小区，则说明有远处的小区把信号辐射过来，出现频点冲突。

如图2所示，中间的区域是监测范围，是GSM-R网的某一段地理范围(需要避免干扰的区域，一个或多个小区)，也就是上文所述的待检测区域，在其中设置干扰监测点，接收周围的GSM、GSM-R网信号。如果发现附近的GSM网，或GSM-R网的其他小区使用了中间区域内的频点，则说明存在频点冲突，这就是存在干扰。从冲突的频点使用情况（什么时间被使用，持续了多长时间，信号强度等），可以计算出中间区域这些频点的被干扰严重程度。

此外，如果GSM网络使用了GSM-R频段内的频点，即使这些频点和中间区域使用的频点不同，也说明GSM网络占用了GSM-R频段的频点，只是还未造成影响而已。

关键在于如何得知干扰源使用的频点，只有获取了周围有哪些频点被使用，才能判断是否是干扰及严重程度。传统方法可以采用测试手机、网管配置数据等。本实施例使用Um监测技术，不需要GSM网络的网管数据，也不需要SIM卡。通过监测空中接口的信号，获取附近GSM网、及GSM-R网其他小区在和移动台进行通信的过程中，网络分配给移动台的频点配置，进而计算出周围有哪些频点被使用。通过把这些频点和中间区域内的频点进行比对，就可以判断出是否会出现干扰。

实施例二、一种对GSM-R网络干扰进行检测的方法，包括：

从Um接口接收GSM或GSM-R网络的无线信号并进行同步、解调，提取无线信号上携带的消息、业务数据等信息；将所有频段内的任一ARFCN频道（包括上、下行）进行解调，并获得其所有8个时隙上的原始比特信息，并将所有8个时隙上的原始比特信息解析为最终的层3信令，或业务数据；

根据所述层3信令解析出待检测区域附近当前被占用的频点，通过将当前被占用的频点和待检测区域内的GSM-R网络频点进行比对，判断GSM-R网络是否被干扰。

本实施例中，待检测区域附近当前被占用的频点是指待检测区域附近GSM网、及GSM-R网其他小区在和移动台进行通信的过程中，网络分配给移动台的频点。

本实施例中，从Um接口接收GSM或GSM-R网络无线信号并进行同步、解调的步骤具体可以包括：

锁定在某个小区的广播控制信道载波上，接收该载波上的无线信号进行同步、解调，获取控制信道的配置情况；如果控制信道在同一个频点上，则同步、解调该频点上的无线信号获得层3信令或业务数据，如果控制信道在其他频点上，则同时对广播控制信道载波和控制信道所在频点上的无线信号进行同步、解调获得层3信令或业务数据。

本实施例中，所述层3信令包括业务信道的信道分配消息以及配置信息；该方法还包括：

在获得业务信道的配置信息后，继续对业务信道进行同步和测量，测量内容为信号强度。

本实施例中，根据层3信令解析出待检测区域附近当前被占用的频点，通过将当前被占用的频点和待检测区域内的GSM-R网络频点进行比对，判断GSM-R网络是否被干扰的步骤具体可以包括：

解析所述Um监测单元输出的层3指令，当层3指令为信道分配消息时，从该信道分配消息中确定待检测区域附近当前有哪些频点被占用；

将当前被占用的频点和待检测区域中的GSM-R网络频点进行比对，如果有相同的则确定存在频点冲突；

当存在频点冲突时根据解析出的层3指令确定当前被占用的频点所属网络，计算出当前被占用的频点在时间上的被占用率，并从Um监测单元获得当前被占用的频点上的信号强度。

本实施例中，所检测出的被干扰情况包括：

GSM-R网的哪个或些频点被GSM网或附近的其他GSM-R小区占用；

被占用的频点信号的强度是多少；

被占用的频点在时间上的被占用率（有些干扰信号不是持续的，而是间断的）。

本实施例的一个例子中的具体实现步骤如图3所示，包括：

进行BCCH载波搜索；

锁定在某个小区的BCCH载波上。

根据3GPP的相关规范对上面的信号进行解析，获取控制信道的配置情况及信道分配消息；如果控制信道在同一个频点上，则解析该频点上的信号，如果控制信道在其他频点上，接收机使用另外的通道，则同时对BCCH载波和控制信道所在频点上的信号进行解析。

从控制信道上获取业务信道分配消息及配置信息；在获得业务信道的配置信息后，继续对业务信道进行同步和测量，测量内容为信号强度。

计算控制信道、业务信道的频点配置和信号强度：当从控制信道上解析出信道分配消息时，从该信道分配消息中确定所指定的即将分配的信道所用的频点、是否跳频及跳频序列；并根据信号强度、频点、占用时间等信息，综合计算出某个频点，或某些频点在时间上被占用的情况，及信号强度情况。

计算与当前GSM-R小区的频点冲突情况、计算GSM-R频段内频点非法占用情况：从这些频点及其强度上，结合附近的GSM-R网络频点配置，计算出是否与GSM-R网络频点冲突，从而判断出干扰信号的强度、时长、所属网络信息。

最后输出所检测出的被干扰情况的结果。

本实施例通过Um监测获得的频点占用信息是干扰源网络实际的情况。

其它实现细节可参见实施例一。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。 

Claims (10)

1.一种对GSM-R网络干扰进行检测的装置，其特征在于，包括：

Um监测单元，用于从Um接口接收GSM或GSM-R网络的无线信号并进行同步、解调，提取所述无线信号上携带的消息、业务数据；将所有频段内的任一绝对无线频道编号频道进行解调，并获得其所有8个时隙上的原始比特信息，并将所有8个时隙上的原始比特信息解析为层3信令或业务数据；

干扰判断单元，用于根据所述Um监测单元输出的层3信令解析出待检测区域附近当前被占用的频点，通过将当前被占用的频点和待检测区域内的GSM-R网络频点进行比对，判断GSM-R网络是否被干扰。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：

待检测区域附近当前被占用的频点是指待检测区域附近GSM网、及GSM-R网其他小区在和移动台进行通信的过程中，网络分配给移动台的频点。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述Um监测单元从Um接口接收GSM或GSM-R网络的无线信号并进行同步、解调是指：

所述Um监测单元锁定在某个小区的广播控制信道载波上，接收该载波上的无线信号进行同步、解调，获取控制信道的配置情况；如果控制信道在同一个频点上，则同步、解调该频点上的无线信号获得层3信令或业务数据，如果控制信道在其他频点上，则同时对广播控制信道载波和控制信道所在频点上的无线信号进行同步、解调获得层3信令或业务数据。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于：

所述层3信令包括业务信道的信道分配消息以及配置信息；

所述Um监测单元还用于在获得业务信道的配置信息后，继续对业务信道进行同步和测量，测量内容为信号强度。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述干扰判断单元包括：

解析模块，用于解析所述Um监测单元输出的层3指令，当层3指令为信道分配消息时，从该信道分配消息中确定待检测区域附近当前有哪些频点被占用；

判断模块，用于将当前被占用的频点和待检测区域中的GSM-R网络频点进行比对，如果有相同的则确定存在频点冲突；

检测模块，用于当存在频点冲突时根据解析出的层3指令确定当前被占用的频点所属网络，计算出当前被占用的频点在时间上的被占用率，并从Um监测单元获得当前被占用的频点上的信号强度。

6.一种对GSM-R网络干扰进行检测的方法，包括：

从Um接口接收GSM或GSM-R网络的无线信号并进行同步、解调，提取所述无线信号上携带的消息、业务数据；将所有频段内的任一绝对无线频道编号频道进行解调，并获得其所有8个时隙上的原始比特信息，并将所有8个时隙上的原始比特信息解析为层3信令或业务数据；

根据层3信令解析出待检测区域附近当前被占用的频点，通过将当前被占用的频点和待检测区域内的GSM-R网络频点进行比对，判断GSM-R网络是否被干扰。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：

待检测区域附近当前被占用的频点是指待检测区域附近GSM网、及GSM-R网其他小区在和移动台进行通信的过程中，网络分配给移动台的频点。

8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，从Um接口接收GSM或GSM-R网络的无线信号并进行同步、解调的步骤包括：

锁定在某个小区的广播控制信道载波上，接收该载波上的无线信号进行同步、解调，获取控制信道的配置情况；如果控制信道在同一个频点上，则同步、解调该频点上的无线信号获得层3信令或业务数据，如果控制信道在其他频点上，则同时对广播控制信道载波和控制信道所在频点上的无线信号进行同步、解调获得层3信令或业务数据。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：

所述层3信令包括业务信道的信道分配消息以及配置信息；该方法还包括：

在获得业务信道的配置信息后，继续对业务信道进行同步和测量，测量内容为信号强度。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，根据层3信令解析出待检测区域附近当前被占用的频点，通过将当前被占用的频点和待检测区域内的GSM-R网络频点进行比对，判断GSM-R网络是否被干扰的步骤包括：

解析所述Um监测单元输出的层3指令，当层3指令为信道分配消息时，从该信道分配消息中确定待检测区域附近当前有哪些频点被占用；

将当前被占用的频点和待检测区域中的GSM-R网络频点进行比对，如果有相同的则确定存在频点冲突；

当存在频点冲突时根据解析出的层3指令确定当前被占用的频点所属网络，计算出当前被占用的频点在时间上的被占用率，并从Um监测单元获得当前被占用的频点上的信号强度。

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