面向5G-R大规模物联网的新型多址方案

在移动通信网中,实现高速铁路智能化及高速铁路场景下大规模低成本、低功耗设备的联防联控,需要建设5G-R网络,其中大规模机器通信场景是实现高速轨道交通大规模物联网的重要支撑.目前,一种面向大规模机器通信场景的新型多址方案被提出,称为串联扩展多址方案,解决了大规模的用户数与有限的无线电资源间的矛盾.然而,该方案尚未考虑高速...     

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。     

高速铁路移动通信系统WINNER信道性能分析

在对无线信道模型和铁路电波传播环境研究基础上,提出WINNER D2a信道模型是高速铁路无线信道的合适选择,并建立了高速铁路移动通信系统WINNER D2a信道半实物仿真平台。与传统的计算机仿真相比,半实物仿真平台具有更高的仿真性和实时性,并能在实验室对设备在高速铁路上的性能进行测试。在仿真平台上对不同移动速度、同频干扰、接收电平条件下的高速铁路移动通信系统的性能进行了仿真。分析结果表明:移动速度和同频干扰对系统性能影响非常大,而接收电平则对性能没有明显影响。最后探讨了改善系统性能的技术措施。     

基于粗糙集灰色聚类理论的GSM-R系统频率规划研究

对于频率受限的铁路数字移动通信系统GSM-R(Global System for Mobile-Railway),频率规划问题至关重要。以往的频率规划方法普遍存在精确度低、复杂度高的问题,这将不能满足对精度和时延有较高要求的铁路数字移动通信系统。本文基于铁路数字移动通信系统特性,引入粗糙集理论和灰色聚类理论,综合多种电波传播模型,确定影响频率规划的属性,衡量每个属性的权重及其门限值,并对各种可行的频率规划方案进行灰聚类评估,进而给出最优的频率规划方案。最后结合实际工程建设情况和仿真平台,对多种频率规划方法进行对比。理论推导和仿真证明,这种频率规划方法可以提高电平和干扰矩阵估计的精确度。     

复合可重构Ad Hoc网络

随着众多无线通信网络标准的不断涌现,如何解决不同Ad Hoc网络之间互操作性差这一问题逐渐引起了各界的重视,此方面现有研究成果大都集中在重新设计MAC层协议或是链路选择协议上.本文提出了一种新的Ad Hoc网络结构,并解释了这一网络结构所采用的分簇算法、利用可重构终端实现优选物理链路的实现方案,用于解决互操作性差的网桥机制.针对这种全新的网络结构,文中还给出了基于Matlab的仿真平台的实现方法.仿真结果显示,这一新的网络结构可以在小幅增加网络平均时延的代价下提高全网络的数据包投递率.     

GSM-R无线通信网络指标评估体系研究

在分析高速列车系统对无线通信系统需求的基础上,阐述了在高速环境下对无线通信系统进行评估的意义和重要性。根据我国高速铁路特点及需求,提出我国GSM-R无线通信网络指标评估体系的分层模型及各层指标构成。探讨了评估流程,对指标映射以及评估结果分析中用到的主要成分分析、回归分析数学模型方法进行了介绍。     

轨道交通场景5G关键技术

在概述第五代移动通信(the fifth generation,5G)三大核心应用场景、标准组织及标准化情况的基础上,着重介绍大规模MIMO(massive MIMO)、毫米波(millimeter wave)以及非正交多址(non-orthogonal multiple access,NOMA)3项5G关键技术的简要原理以及我国相关的研究情况。同时,阐述3项5G关键技术在轨道交通场景中的应用与研究现状,指出其在轨道交通场景的研究热点。结果表明,未来5G的多种关键技术将会渗透到轨道交通系统中的各项应用中,包括列车控制、乘客娱乐、高清视频、设备监测等,为实现轨道交通的智能升级提供有力的支撑。     

高速移动环境大规模MIMO信道建模与性能分析

基于几何随机分布模型GBSM的信道建模方法,建立高速铁路系统中深沟堑场景下大规模MIMO的三维3D信道模型。模型中实际散射体等价为随机分布在接收端的虚拟圆柱体表面的等效散射体,使用虚拟的球体表征Massive MIMO的不平衡特性;分析信道统计特性中的时空特性,得出空时相关函数STCF的闭式表达式。通过对STCF进行傅里叶变换得到相应的多普勒频谱密度。仿真表明,闭式表达式正确,3D模型比2D模型更好地反映了实际的电磁波传播场景,影响STCF绝对值的主要是移动台天线阵列的仰角,基站侧天线阵列仰角的改变几乎不影响STCF绝对值。     

铁路数字移动通信系统的传输干扰性能分析与改善

传输干扰率是铁路数字移动通信系统的服务质量指标中重要的一项,其描述铁路数字移动通信系统误码性能对列车控制信息传输的影响程度.在介绍铁路数字移动通信系统传输干扰基本概念的基础上,分析影响铁路数字移动通信系统传输干扰性能的重要因素,包括列车控制系统信息传输特性、列车控制系统链路层数据传输协议、通信系统越区切换等.基于列车运行速度与传输干扰间的关系,提出采用分布式天线扩大小区覆盖范围的方案,降低数据传输与越区切换发生的碰撞概率,以改善传输干扰性能.通过对分布式天线系统覆盖范围以及对其同频干扰、载波干扰比等性能指标的理论分析,证明了分布式天线覆盖方案可以有效地扩大广义小区的覆盖面积以改善铁路数字移动通信系统传输干扰性能.