隨著高速鐵路的快速發(fā)展,鐵路通信業(yè)務需求進一步增加。與此同時,列車運行速度的極大提升也對我國的鐵路移動通信系統(tǒng)提出了更為嚴苛的要求。由于傳統(tǒng)的鐵路全球移動通信系統(tǒng)(Global System for Mobile Communication-Railway,GSM-R)屬于窄帶通信系統(tǒng),其頻譜利用率低、傳輸時延高等特征已無法滿足高速鐵路日益增長的業(yè)務需求。新一代鐵路寬帶移動通信系統(tǒng)(Long Term Evolution for Railway,LTE-R)網絡以其高效、快捷、可靠以及低時延等優(yōu)點被提出用以承載鐵路通信業(yè)務。數(shù)據(jù)通信的可靠性以及有效性在鐵路通信系統(tǒng)中顯得尤為重要。對于可靠性,由于LTE-R擁有較為靈活的組網方式且屬于同頻組網,不需要對頻譜進行規(guī)劃,故而GSM-R中的雙網覆蓋、頻譜規(guī)劃等保證可靠性的方法在LTE-R系統(tǒng)中并不適用。因此,本論文考慮在LTE-R系統(tǒng)的無線側通過增加相鄰小區(qū)之間的重疊覆蓋深度實現(xiàn)冗余覆蓋,以保證車地之間數(shù)據(jù)通信的可靠性并提高整個網絡的抗毀性能,但隨之引入的小區(qū)間干擾問題也亟待解決。故而,本論文分別使用面積頻譜利用率以及中斷概率來作為衡量通信系統(tǒng)有效性以及可靠性的評估指標,并研究了相鄰小區(qū)重疊深度對LTE-R帶狀組網場景下整個系統(tǒng)的干擾性能和可靠性能的影響。本論文的主要研究內容如下:在對干擾性能的研究中,本文首次實現(xiàn)相鄰小區(qū)重疊深度對整個系統(tǒng)性能影響的量化評估。本文首先設計了適用于LTE-R帶狀網絡的部分頻率復用方案以及軟頻率復用方案,并通過利用矩量母函數(shù)(Moment Generating Function,MGF)的求解方法,推導了采用上述兩種頻率復用方案的面積頻譜利用率閉合表達式。在此基礎上,本文將用戶模型分為靜態(tài)分組模型、流級模型兩類并分別對兩大用戶分布模型下的上、下行鏈路的兩類頻率復用方案的性能進行了對比。最后,本文通過仿真驗證了干擾模型理論推導的正確性。在對覆蓋可靠性的研究中,本文利用路徑損耗、陰影衰落、以及Nakagami-m快衰落的混合信道模型中有用信號與干擾信號均可近似為服從Lognormal分布這一特性。分別求解了上、下行鏈路的兩種頻率復用方案下的有用信號與干擾信號的概率密度函數(shù)表達式。從而得到與重疊覆蓋深度相關的兩種頻率復用方案的小區(qū)內任意一位置用戶通信中斷概率。最后,本文建立了 LTE-R系統(tǒng)中與相鄰小區(qū)重疊深度相關的覆蓋可靠性模型,推導了中斷概率表達式,并通過仿真驗證理論推導的正確性。本文得出的性能評估結果為軌道交通沿線通信的覆蓋具有參考價值和的指導作用,并為未來LTE-R的部署打下基礎。
【學位單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TN929.5
【部分圖文】：

圖２－１面狀與帶型基站覆蓋示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｔｈｅ?ｓｈａｐｅ?ａｎｄ?ｌｉｎｅ?ｃｏｖｅｒａｇｅ?ｓｃｈｅｍｅｓ??

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圖２－３?ＧＳＭ－Ｒ單網交織覆蓋示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?２－３?Ｓｉｎｇｌｅ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ?ｃｏｖｅｒａｇｅ?ｉｎ?ｔｈｅ?ＧＳＭ－Ｒ?ｓｃｅｎａｒｉｏ??
【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

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本文編號：2893663