450MHz频段电波传播路径损耗模型的研究

高速铁路450MHz频段的无线覆盖是系统设计和建设的重点和难点。通过对电波大尺度传播模型的理论分析,结合我国高速铁路穿越复杂地形的实际特点,利用最小平方差估计法对高速铁路典型地形条件下450MHz频段电波传播进行建模。基于某客运专线试验段测试数据,分别对平原、路堑、桥梁、车站及丘陵等典型地形条件下的路径损耗指数n、标准差σ和相关系数γ进行统计,求解出上述五种地形条件下的电波传播模型,并对模型中参数的差异进行分析,最终建立高速铁路完整电波传播模型。     

高速铁路GSM-R系统电波传播场景分类与路径损耗指数的求解

基于电波传播的机理,结合高速铁路电波传播的特点,对高速铁路电波传播衰落影响因素进行分析,对高速铁路电波传播场景进行划分.利用最小平方差估计算法,提出大尺度传播模型路径损耗指数n、均方差的数学求解方法.将联调联试取得的实测数据按照典型的传播场景划分整理,统计出各典型地形场景电波传播路径损耗指数n、均方差和接收电平初值.     

准平坦地形GSM-R电波传播特性研究

城市的电波传播以衍射机制为主,其大尺度衰落特性的预测通常采用基于统计模型的Okumura模型和Hata模型。这两种模型未考虑小尺度衰落。同时,如果对准平坦环境下高速铁路GSM-R信号的大尺度衰落预测,还需要进行适当的修正。本文首先对准平坦地形下铁路沿线GSM-R电波传播进行理论分析,认为其传播方式以一条直射路径和若干条反射路径为主。然后建立起4路径仿真模型。通过该模型计算得出小区各个位置场强分布,同时得到大、小尺度衰落特性。最后对仿真结果和实测结果进行统计分析,统计结果显示了模型的有效性。     

山地丘陵地区GSM-R系统基站覆盖设计分析

我国幅员辽阔、地形多样,许多铁路位于山地丘陵地带.由于电磁环境复杂,电波沿丘陵地带传播时,会产生"地形损耗",传播预测难度较大.因此山地丘陵地区GSM-R系统基站覆盖设计是GSM-R系统设计的难点.以新建衡茶吉铁路为例,分析石坑-永阳街段GSM-R系统基站覆盖设计.     

GSM-R系统服务质量和接收电平关系的分析与研究

正GSM-R系统作为我国高速铁路通信的基础装备,不仅实现了列车无线调度通信,还承载了列车运行控制的数据通信,满足包括CTCS-3级列控业务在内的铁路应用业务安全可靠性需求,成为GSM-R系统建设的关键。影响GSM-R系统承载铁路应用业务安全可靠性的关键参数主要有最小可用接收电平、电波传播特性等指标。     

GSM-R系统中Hata模型的研究

介绍了GSM-R系统中常用的电波传播的模型Hata模型,对Hata模型的原理进行简要介绍和仿真。铁路环境的多样性要求对模型进行校正,给出了模型校正的原理。根据某铁路线路的实测数据,运用最小二乘法对模型进行校正。通过与实测数据的仿真对比,证实其预测准确度得到提高,为GSM-R系统中的无线电波传播建模和模型校正提供了理论依据。     

GSM-R系统的无线覆盖理论分析

研究目的：GSM-R是专门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统,能满足列车运行速度为0～500km/h的无线通信要求,安全性好。GSM-R的无线覆盖是影响GSM-R系统的重要因素,本文从理论上对GSM-R系统的无线覆盖进行分析,从而在GSM-R的设计和网络优化中进行指导,便于基站和直放站选址等。研究方法：对Hata模型进行模拟,并用直放站之间的时延问题进行理论分析和模拟验证。研究结果：移动台距离基站越远,传播路径损耗越大;地形越复杂,传播路径损耗越大。基站与光纤直放站均采用全向空间波覆盖的覆盖距离不超过3.2km。光纤直放站采用单向覆盖时距离不超过6km。研究结论：选择合适的Hata模型及传播时延有利于更好得到传播损耗,从而决定基站和直放站的传播距离和站址的选择。     

GSM-R场强覆盖测试采样间距探讨

从电波传播的统计特点出发，针对目前我国GSM-R移动通信场强测试的采样间距进行了分析，在既有GSM-R线路上对国外应用的不同采样间距进行了对比测试，认为GSM-R移动通信系统的场强测试采样间距在小于Lee氏定律的情况下都是可以满足要求的。     

基于沙漠环境的铁路GSM-R系统传播模型研究

沙漠中的沙尘暴或风沙天气对无线通信有重要的影响,随着我国越来越多的高速铁路沙漠中建成,研究在沙尘暴、沙尘天气下GSM-R通信系统的传播模型对于保证GSM-R通信的安全和稳定有十分重要的意义。本文结合太原-中卫-银川铁路毛乌素沙漠南端定边至银川区段GSM-R通信系统,对沙漠环境沙尘粒子的散射产生的路径损耗进行了分析,将传统路径损耗模型与实际测量数据进行了误差研究,对路径损耗模型的参数因子进行了调整和优化,通过仿真实验与结果的分析,证明该改进模型能更加逼近实际测量数据。     

高速铁路专用通信信道电波传播特性

依据射线跟踪法和帐篷定律,计算高速列车车厢内高速铁路专用通信信道电波传播的频率响应可知,电波在车厢内传播的路径损耗大于30 dB.实测车厢内电波传播的频率响应,对实测数据进行IFFT变换处理可知,在直达路径(LOS)和非直达路径(NLOS)条件下,电波传播的平均功率时延谱符合Saleh-Valenzuela(SV)模型,均方根时延扩展与传播距离的关系更适合选用幂函数描述.进一步对实测数据进行统计处理,得到SV模型关键参数,以及车厢内电波传播的小尺度衰落模型和路径损耗模型;车厢内电波传播的小尺度幅度衰落在LOS场景下服从对数正态分布,在NLOS场景下服从瑞利分布;车厢内电波传播环境指数LOS场景下为1.283,NLOS场景下为1.098.     

大秦线Locotrol系统无线数传工作频段的选择

介绍大秦线Locotrol系统的无线数据传输方式,分析800MHz和450MHz频段电波在平原开阔地带、长直隧道、曲线隧道、短隧道群弯曲线路中的测试数据,得出不同频段电波在不同地形条件下的传播特性及误码特性.认为采用800MHz频段无线数据传输系统,能够满足在大秦线开行4×5000吨的2万吨组合列车Locotrol系统应用的需要.     

高速铁路GSM-R系统无线信道特性仿真

根据无线信道特性和高速铁路场景,建立高速铁路GSM-R系统无线信道小尺度衰落模型。从时域和频域2个方面,定量分析时延扩展、相干带宽、电平通过率和相干时间等无线信道参数。利用搭建的高速铁路GSM-R系统半实物仿真平台,对高速铁路GSM-R系统的性能进行仿真测试。计算机仿真和半实物仿真结果表明:列车运行速度的提高会造成通信质量不同程度的下降;列车运行速度为350 km.h-1时的下行链路通信质量与80 km.h-1时相比有一定程度的下降,但可以满足GSM-R系统的要求,通信质量是有保障的;列车运行速度达到500 km.h-1后,通信质量发生明显的恶化;优化接收机设计是解决通信质量恶化问题的关键。     

哈大高速铁路的GSM-R无线通信系统

论述了高速铁路GSM-R系统中无线覆盖技术要求,并针对哈大高速铁路中无线通信系统的弱场问题,提出光纤直放站、泄漏电缆等覆盖技术,以解决路堑、隧道等多种地形的弱场实施方案.     

铁路GSM-R网络编号方案关键问题研究

铁路枢纽地段地形复杂,客货运大小车站相连,且线路较为密集;高速铁路、客运专线、城际铁路、客货混跑铁路纵横交错,因此GSM-R移动通信系统除了在前期设计阶段中进行相应规划外,在后期GSM-R网络编号方案中需要对既有线路进行分析,同时对本线数据进行合理编制。结合郑州铁路枢纽的实际情况以及相邻线路GSM-R网络编号方案,对郑机城际铁路GSM-R网络编号方案当中遇到的重点与难点进行相应分析,最终形成郑机城际铁路GSM-R的网络数据报表。通过报表中的数据可以看出,合理的GSM-R网络编号方案,可以充分利用GSM-R系统的既有资源,同时可以为铁路运输提供更好、更准确的服务。     

高速铁路场景大尺度传播模型与时频色散特性研究

随着高速铁路的快速发展,未来高速铁路无线通信系统要求同时支持列车控制、面向运行安全的在途检测数据传输以及旅客信息服务。无线信道是无线通信系统设计的基础,准确认知无线信道的传播特性是设计无线通信系统的前提条件。然而,现有高速铁路宽带信道传播特性的研究存在一定空白,无法为下一代高速铁路无线通信系统的设计提供足够参考。本文基于标准信道探测仪获取的测量数据,研究高速铁路信道的大尺度和小尺度衰落特性。统计路径损耗和阴影衰落参数,建立高速铁路典型场景的大尺度传播模型。根据提取的多径时延、多普勒和角度相关参数,探讨高架桥和U形槽场景的信道时间色散、频率色散以及空间色散特性。     

高速铁路高架桥接触网系统上行先导起始研究

高速铁路高架桥接触网系统上行先导起始研究是高速铁路防雷研究的基础。结合雷电先导分形发展理论,建立雷击高速铁路高架桥接触网系统的雷电先导分形数值计算模型。利用该模型进行多次仿真,分别得到不同的接触网系统工作电压、高架桥高度、雷电流幅值、雷电先导起始位置下雷击过程中AF线和承力索表面场强的最大值。分析结果表明:4个因素均对各导线表面场强产生不同程度的影响,但在雷电先导跃变前,各导线表面场强的最大值均达不到上行先导起始条件,即高速铁路高架桥接触网系统在雷电先导跃变前不易产生上行先导。结果可为今后高速铁路防雷研究提供一定理论基础。     

GSM-R系统的场强覆盖预测

将工程设计中的场强测试结果与电波传播场强预测模型相结合，通过数学分析，根据铁路现场实际情况对相关预测模型进行修正，对GSM-R系统的场强覆盖进行预测。     

高速铁路GSM-R网络可用度分析

GSM-R作为专门为铁路设计的数字移动通信系统,既传输铁路话音和数据业务,又作为CTCS-3级列控系统的传输平台,因此要求其必须具有很高的可用度。为此,分析高速铁路GSM-R网络可用度,并运用模型分析京石武客运专线GSM-R系统的可用度。     

GSM-R网络基站过覆盖问题研究及数据分析

结合我国高速铁路数字移动通信系统设计规范及工程检测规程,介绍综合检测列车对GSM-R系统场强覆盖检测原理及指标,分析基站过覆盖的原因及影响。根据综合检测列车的通信检测数据,提出一种基于BCCH信道电平值的高铁基站过覆盖判定方法,并对典型线路基站过覆盖现象进行分析,为GSM-R系统网络优化提出建议。     

基于分形理论的高速铁路高架桥接触网系统雷击空间电场研究

雷击高速铁路高架桥接触网系统的空间电场研究是高速铁路防雷研究的基础。本文采用有限差分法和超松弛迭代法计算雷击高速铁路高架桥接触网系统的空间电场,结合雷电先导分形发展的统计特性和跃变判据确定出相应的模型参数,建立并验证了雷击高速铁路高架桥接触网系统的雷电先导分形模型。通过该模型的仿真,得到接触线和AF线有无工作电压、不同高架桥高度和不同雷电流幅值3种情况下的雷电跃变前一瞬间的空间电场。分析结果得出:接触线和AF线的工作电压、高架桥高度和雷电流幅值均会影响该空间电场的分布,雷电流幅值还会影响该空间电场的数量级大小。