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GSM-R系統(tǒng)電磁環(huán)境干擾分析及防護

發(fā)布時間:2020-03-31 21:22
【摘要】:鐵路在我國建設(shè)富強民主的現(xiàn)代化社會主義強國中起著十分重要的作用,隨著我國高鐵戰(zhàn)略的實施與推進,目前我國已形成了比較完善的高鐵技術(shù)體系,成為世界上少數(shù)幾個擁有現(xiàn)代化鐵路裝備技術(shù)水平的國家之一。但日益頻發(fā)的電磁環(huán)境干擾問題仍對列車的行車安全構(gòu)成威脅,為了使GSM-R系統(tǒng)能有一個良好的電磁環(huán)境,確保列車能夠安全、可靠的運行,對GSM-R系統(tǒng)電磁環(huán)境干擾進行研究分析,找到相應(yīng)的保護措施具有至關(guān)重要的意義。干擾的存在是GSM-R系統(tǒng)電磁環(huán)境變差的主要原因,當(dāng)干擾超過一定限值時就會影響到GSM-R系統(tǒng)正常工作,輕則導(dǎo)致列車降速,重則影響行車安全。本文通過分析GSM-R系統(tǒng)電磁環(huán)境干擾的來源,并根據(jù)干擾的性質(zhì),針對不同的干擾類型,結(jié)合具體的技術(shù)指標(biāo)進行研究分析,得到相應(yīng)的保護措施,避免或減小干擾對GSM-R系統(tǒng)造成的影響,確保列車行車安全。針對系統(tǒng)內(nèi)部干擾,本文通過對頻率復(fù)用過程中容易引發(fā)的同頻干擾和鄰頻干擾進行分析計算,得到不同信道傳播環(huán)境下頻率復(fù)用的條件和在不同網(wǎng)絡(luò)覆蓋方式下減少鄰頻干擾影響的保護措施;通過對弱場區(qū)引入直放站后容易引發(fā)的上行噪聲干擾和同頻多徑干擾進行建模分析計算,得到避免干擾造成影響的直放站設(shè)置條件;為了提高GSM-R系統(tǒng)自身的抗干擾能力,在考慮列車異常切換的條件下,將頻率分配過程中的同信道約束、鄰信道約束和共址約束條件進行了綜合約束,利用模擬退火算法使GSM-R可用于分配的19頻道最大化滿足相隔一個小區(qū)的頻率間隔不小于400kHz,同時根據(jù)組合優(yōu)化結(jié)果,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)的覆蓋方式,將各頻道進行配置,所得的頻率配置方案提高了組網(wǎng)頻道利用率和GSM-R系統(tǒng)自身抗干擾能力。針對系統(tǒng)外部干擾,本文首先根據(jù)系統(tǒng)共存時的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn),分析計算出各公眾通信系統(tǒng)與GSM-R系統(tǒng)共存時的保護區(qū);由于公眾GSM900系統(tǒng)的阻塞干擾和互調(diào)干擾很容易對GSM-R系統(tǒng)造成影響,分別需要722m和3.2km的保護距離,然而在高鐵沿線已建的基站中,公眾通信運營商為滿足客戶通信需求,絕大部分基站沒能滿足保護距離要求,容易對GSM-R系統(tǒng)造成干擾影響,針對GSM900引起的阻塞干擾,本文結(jié)合GSM-R系統(tǒng)接收機的性能指標(biāo)和GSM900基站實際距鐵路的距離,分析計算出不同距離下GSM900基站發(fā)射功率應(yīng)滿足的條件;針對GSM900系統(tǒng)引起的互調(diào)干擾,本文根據(jù)干擾的性質(zhì),分析計算出GSM900系統(tǒng)自身的互調(diào)產(chǎn)物組合和與GSM-R系統(tǒng)產(chǎn)生的互調(diào)產(chǎn)物組合,結(jié)合我國頻段的使用情況,得到相應(yīng)的保護措施,避免干擾對GSM-R系統(tǒng)造成影響。
【圖文】:

示意圖,系統(tǒng)結(jié)構(gòu),示意圖,應(yīng)用系統(tǒng)


少集成和運行成本。通過借鑒GSM-R系統(tǒng)在歐洲的成功經(jīng)驗,我國決定引進GSM-逡逑R系統(tǒng)用作高速鐵路的專用通信系統(tǒng),并將885MHz ̄889MHz/930MHz ̄934逡逑M/fe頻段分配給GSM-R使用。GSM-R系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。逡逑SSS邐IN逡逑電路域數(shù)字邐SMSC邋—邋HLR/AuC邋邋邋—|邐SCP邋SMP邋SCEP逡逑應(yīng)用系統(tǒng)邐No.7 ̄h邋C/P[_邋|—1邋Na7邐 ̄TT^邐TCP/IP逡逑I邋■■邋■邋'lp/n邐AC邐—1邐—邐邐逡逑MSCA^LR邋-R邐L-j-l邐L--逡逑I邐邐 ̄"1逡逑其他通信網(wǎng)一|GMSC邋——MSC/VLR/GCR/1WF邐ssp邐SMAP逡逑?'邐邋No.7邐邋|邐|逡逑A——邋Gr——逡逑DSS1一一邐|邋BSS邐丨邋I邋■邋■■丨邐1邐GPRS ̄逡逑TRAU邐|邐—逡逑L---lgws逡逑CBC邐一邐BSC邋—邐Gb邋_邋_邐Gn邐1逡逑邐PCU邐鐵路應(yīng)用系統(tǒng)!逡逑邐邋BTS邋BTS邐1邐■■邐邐逡逑|調(diào)度交換機;邐邐|邋:逡逑?邋Um邋冬逡逑I邐 ̄ ̄ ̄OSS逡逑調(diào)度臺:車站臺邋無線固定臺邋車載臺邋手持臺邐邐I用戶管理逡逑邐邐邐邐邐邋OMC邐系統(tǒng)逡逑有線終端邋邐無線終端邐邋邐11邋^逡逑圖2

示意圖,網(wǎng)絡(luò)覆蓋,系統(tǒng)業(yè)務(wù),體系


廣播業(yè)務(wù)(VBS)、語音組呼業(yè)務(wù)(VGCS)和增強多優(yōu)先級與強拆(eMLPP);第逡逑三層提供包括基于位置尋址、功能號表示、功能尋址、接入矩陣|3G]等鐵路特殊業(yè)逡逑務(wù);第四層根據(jù)鐵路的業(yè)務(wù)需求提供相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng),如圖2-2所示。逡逑i邐^運間移動信B接入及公務(wù)移動通丨a逡逑第四層邐Locotrol邐CTCS-3/CTCS-4逡逑調(diào)度通信邐列車尾部風(fēng)壓信息逡逑鐵邐動車段/車站移動摶\系《逡逑*邐|^,邐__邐岕yU}眪牐躽U逡逑''邐集裝箱節(jié)點站移動信息接入系約逡逑用邋_逡逑旅客列車移動信息接入系約逡逑機車移動信息接入系托逡逑第三層丨功能尋tt邋|邋|邐接入蚱陣邐祛mHdtt逡逑第二層邐J邐VBS邐:邋eMIPP邋|邋|邋VGCS邋|逡逑第一層GSM業(yè)務(wù)與功能逡逑圖2-2我國GSM-R系統(tǒng)業(yè)務(wù)體系示意圖逡逑2.1.2GSM-R網(wǎng)絡(luò)覆蓋方式逡逑隨著我國列車的不斷提速,GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜,,為確保列車逡逑能在較高速度下安全可靠的運行,普通單層網(wǎng)絡(luò)覆蓋的方式己不能滿足其要求。當(dāng)逡逑列車速度達到CTCS3邋(邋300/tw/^邋)級時,為了確保GSM-R網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時不影響逡逑列車的正常通信
【學(xué)位授予單位】:云南大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2019
【分類號】:TP18;U285.7

【參考文獻】

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本文編號:2609597

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