發(fā)布時間：2020-11-21 23:02

　　 當前以高速鐵路和城市軌道交通為代表的軌道交通得到了飛速發(fā)展。高速鐵路正在向智能鐵路“Smart Rail Mobility”方向發(fā)展。構(gòu)建超高速率、高可靠低時延、無縫的通信連接,實現(xiàn)地面基礎(chǔ)設(shè)施、列車、乘客和貨物的廣泛互聯(lián),是實現(xiàn)智能鐵路的關(guān)鍵因素。而信道特性是無線通信研究不可或缺的內(nèi)容。本論文針對軌道交通典型場景(包括高架橋、隧道和列車車廂),采用射線追蹤技術(shù),研究電波傳播與無線信道特性,包括路徑損耗、陰影衰落、多徑和空間色散等,分析MIMO系統(tǒng)性能,為軌道交通場景無線通信網(wǎng)絡(luò)部署提供建議。本論文的主要內(nèi)容如下:(1)針對高架橋場景,基于修正的SFNMIMO信道模型,針對列車移動過程中不同位置信道特性非平穩(wěn)造成的系統(tǒng)性能差異化的問題,分析天線陣列類型、陣元間距、旋轉(zhuǎn)角度等因素對MIMO系統(tǒng)性能的影響機理,研究提出對于2天線陣列,垂直鐵軌放置的線性陣列可獲得更好的系統(tǒng)性能,對于4天線陣列,具有最佳旋轉(zhuǎn)角arctan(l/3)的圓形陣列較優(yōu),相比線性陣列可帶來9 dB的增益(達到飽和吞吐量的最低SNR降低9 dB)。(2)針對隧道場景,基于射線追蹤技術(shù)分析了泄漏電纜覆蓋條件下的電波傳播和無線信道特性,得出以下結(jié)論:隧道場景中無線信道基本可認為廣義平穩(wěn),且不同隧道橫截面的無線信道特性較為相似,可采用普適性的信道模型;當采用SISO系統(tǒng)時,建議漏纜與車體同高,保證直射徑的存在,降低損耗和時延;當采用MIMO系統(tǒng)時,平行放置的漏纜間距應(yīng)大于0.6 m。(3)針對列車車廂內(nèi)場景,基于射線追蹤技術(shù)分析了電波傳播和無線信道特性,提出車載中繼天線陣列應(yīng)垂直鐵軌方向放置,可實現(xiàn)較低的空間相關(guān)性,從而提升MIMO系統(tǒng)增益。本論文的研究成果可以為軌道交通場景公網(wǎng)和專網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究和實際網(wǎng)絡(luò)部署提供參考。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN929.5;U285.2
【部分圖文】：

??地下的方式解決地勢地形的差異造成的軌道起伏，如圖２－１所示。高架橋的建設(shè)帶??來了諸多優(yōu)勢：保證線路的平直，滿足３５０ｋｍ／ｈ以上的行駛速度安全需要；避免??線路沉降，深達六七十米的粧基可以有效地避免線路沉降造成的行駛顛簸；節(jié)省??土地資源，避免異物侵入界限，實現(xiàn)橋上行車，橋下耕作或其他建筑路途。高架??橋通常高出地面十幾米或幾十米，傳播環(huán)境較少遮擋物。但橋面上存在一些散射??物，如鐵軌、排水溝和電線架等，會造成電波的散射［４６］。??圖２－１高架橋場景??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｖｉａｄｕｃｔ?ｓｃｅｎａｒｉｏ??２．１．２隧道場景??隧道場景是軌道交通場景之一，特別是在市區(qū)和多山巒丘陵地區(qū)。采用泄漏??電纜懸掛在隧道側(cè)壁的方式，均勻開槽實現(xiàn)電波的輻射，如圖２－２所示。隧道建設(shè)??的橫截面通常有矩形、圓形、馬蹄形和拱形

圖２－１高架橋場景??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｖｉａｄｕｃｔ?ｓｃｅｎａｒｉｏ??道場景??景是軌道交通場景之一，特別是在市區(qū)和多山巒丘陵地區(qū)。隧道側(cè)壁的方式，均勻開槽實現(xiàn)電波的輻射，如圖２－２所示。常有矩形、圓形、馬蹄形和拱形，且有單線和雙線兩種類型

北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文廂場景??接通過基站與移動終端進行通信，車體的屏蔽造成高達２０?ｄＢ蓋性能。在列車頂部安裝外置天線接收基站的信號，然后通過信號轉(zhuǎn)發(fā)，即采用中繼通信方式，可以明顯改善車廂內(nèi)的信號能，因此成為當前公網(wǎng)ＬＴＥ和５Ｇ等系統(tǒng)極有可能采用的覆蓋方組也將這種覆蓋場景列入高速鐵路標準場景之一。??
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 方旭明;崔亞平;閆莉;宋昊;;高速鐵路移動通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的演進與發(fā)展[J];電子與信息學(xué)報;2015年01期

2 劉留;陶成;邱佳慧;陳后金;;高速鐵路平原場景無線信道小尺度衰落特征的研究[J];鐵道學(xué)報;2012年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 逯靜輝;高速鐵路無線信道特性研究[D];北京交通大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 張瑜;高速鐵路寬帶無線信道特性分析與仿真方法研究[D];北京交通大學(xué);2017年

2 馬占書;高速鐵路高架橋場景下無線通信信道建模與研究[D];蘭州交通大學(xué);2017年

本文編號：2893736