3. GSM-R频段干扰频谱扫描与特征提取
为什么先扫上行频段
GSM-R 系统上行链路为 885～889 MHz（移动台发、基站收），下行链路为 930～934 MHz。铁路沿线的外部干扰（如非法直放站、私设中继、工业设备谐波、同频段其他系统泄漏）往往先抬升基站侧上行底噪，表现为上行接收质量恶化。因此扫频采集应优先锁定 885～889 MHz 上行频段，并适当向两侧各扩展 1～2 MHz 作为观察余量，便于看清干扰信号边沿是否越出工作频段。
扫频仪采集到的是“频率—功率”曲线。单看一条曲线只能判断“有没有抬升”，要判断“是什么干扰”，必须从曲线上提取三个可量化特征：占用带宽、中心频率、占空比。这三个特征组合起来，才能把干扰归入窄带连续、宽带连续、脉冲突发等不同类型。
采集参数怎么定
扫频仪参数直接决定特征能否被正确提取，不能随手设。以下是一组可直接用于铁路沿线 GSM-R 上行扫描的参考设置，实际使用时按仪表能力微调：
| 参数 | 建议值 | 设置理由 |
|---|---|---|
| 起始/终止频率 | 884.0 / 890.0 MHz | 覆盖 885～889 MHz 上行频段，两侧各留 1 MHz 观察余量 |
| 分辨率带宽 RBW | 30 kHz | 与 GSM 载波间隔 200 kHz 匹配，能分辨单个载波级干扰，又不至于把底噪抬得过高 |
| 视频带宽 VBW | ≤ RBW/3，约 10 kHz | 平滑曲线毛刺，便于读取峰值与带宽边沿 |
| 扫描时间 | ≥ 200 ms | 保证每个 RBW 点有足够驻留时间，避免漏掉脉冲干扰 |
| 检波方式 | 最大峰值（Max Peak） | 捕获瞬态脉冲的最高电平，适合干扰排查 |
| 参考电平 | -40 dBm 起调 | 防止强干扰导致前端过载压缩，必要时加衰减器 |
| 迹线平均 | 关闭或 ≤ 4 次 | 平均次数过多会削平脉冲峰值，影响占空比判断 |
三个特征的具体提取方法
占用带宽：在频谱曲线上找到干扰抬升的左右两个边沿，取功率下降到峰值以下 3 dB（或按任务书约定的 6 dB/20 dB）处的频率差。若边沿被相邻 GSM 载波掩盖，可临时降低 RBW 到 10 kHz 复扫一次确认。带宽小于 200 kHz 记为窄带，200 kHz～1 MHz 记为中等带宽，大于 1 MHz 记为宽带。
中心频率：取占用带宽的几何中点 fc = (f_low + f_high) / 2。同时记录该频率与 GSM-R 上行频段边界的关系：落在 885～889 MHz 内为带内干扰，落在带外但边带伸入频段内为带外泄漏，需进一步检查互调。
占空比：将扫频仪切换到零扫宽（Zero Span）模式，中心频率设为上一步得到的 fc，扫描时间设为 100 ms～1 s，观察时域包络。占空比 = 信号存在时间 / 观察窗口总时间。连续信号占空比接近 100%，脉冲信号按脉冲宽度与重复周期计算。若脉冲很窄（小于 1 ms），需把扫描时间缩短到 10 ms 量级再测。
一次完整的特征提取记录示例
以下为某测点（示例数据，非实测）的提取记录，展示从曲线读数到类型初判的完整链条：
| 项目 | 读数 | 判读 |
|---|---|---|
| 底噪电平 | -105 dBm | 正常基线 |
| 干扰峰值 | -62 dBm | 抬升 +43 dB，显著异常 |
| 占用带宽 | 约 300 kHz | 窄带（< 200 kHz 为窄带，此处略宽，接近单载波+邻道泄漏） |
| 中心频率 | 886.5 MHz | 落在 885～889 MHz 内，带内干扰 |
| 占空比 | ≈ 100% | 连续发射 |
| 初判类型 | 窄带连续干扰 | 优先排查非法直放站或私设中继 |
结果如何用于下一步
特征提取的产出不是一张频谱截图，而是一份可交接的记录：每个测点的 fc、带宽、占空比、峰值电平、抬升量、经纬度与时间。带宽和占空比决定干扰类型的大方向，中心频率决定它是否直接威胁 GSM-R 上行频段。带着这份记录，后续才能有针对性地选择定向天线扫描方位，或回到基站侧核对对应小区的底噪抬升时段，避免盲目巡线。