基于WCDMA的高铁宽带无线信道测量方法研究

随着高速铁路的发展,高速铁路车地间的通信数据越来越多,因此迫切需要建立新一代高速铁路宽带无线接入系统。信道特性是无线通信系统设计的基础,传统无线通信系统的信道测量方法很难或不适合用于高铁场景下的信道测量。本文研究一种基于现有蜂窝网络WCDMA的高铁宽带无线信道在途测量方法,并以Sora(Soft Radio)软件无线电平台为基础,通过应用开发与硬件扩展,改制了一种低成本、便携式信道测量仪MSounder(Mobile Sounder)。通过射频矢量信号发生器、信道衰落模块和MSounder搭建的无线信道测量半实物仿真平台进行校准测试,测试结果与预设信道模型相匹配。该方法可用于高铁无线信道的实际测量与模型建立。     

高速铁路平原场景无线信道小尺度衰落特征的研究

研究高速移动条件下无线信道特性是发展高铁新型通信系统的基础。本文基于标准信道探测仪Propsound在高速移动条件下平原场景的无线信道探测数据,分析此场景下的小尺度衰落特征。K因子在列车靠近接收天线时最大值为20dB,远离天线时取值为8dB～10dB;时间色散特性上,多径延时随着列车先靠近又远离接收天线而变化;区别于经典的Doppler功率谱,高速条件下无线信道在列车穿越基站的过程中呈现快速Doppler特性,并无Doppler扩展。     

高速铁路宽带无线信道测量方法研究

高速铁路的发展要求与之配套的车地宽带无线通信系统得到相适应发展。一方面为乘客提供通信服务,除基本语音服务外,宽带数据业务的需求呈上升趋势;另一方面为保障列车安全运行,列车关键部件的大量实时状态信息需要及时传输到地面监控中心。因此,构建适应高铁环境的宽带无线接入系统势在必行。高铁无线信道模型是通信系统设计的基础,本文以高速铁路宽带无线接入为应用场景,分析高铁无线信道测量的特殊性,讨论经典信道测量方法和设备在高铁场景下的优缺点,研究了基于无线蜂窝的高铁宽带无线信道的测量方法。     

一种混沌扩频序列的相关解调研究

讨论了一种新型的混沌扩频序列的相关解调方案，通过利用混沌序列良好的统计特性可以有效地解调出信号。本文推导出该方案误码率的解析表达式，发现了混沌扩频序列码片数和信道噪声与误码性能的内在联系。仿真结果表明该相关解调方案对信道噪声有很好的鲁棒性。     

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。     

基于跳频扩频技术的无线CBTC系统抗干扰能力研究及建议

车地无线通信系统是无线CBTC(通信的列车控制)系统中的关键子系统,其抗干扰能力、在各种恶劣的无线电磁环境下的使用能力是CBTC系统能否高效、安全地执行列车控制功能的基础.针对无线CBTC系统对于无线通信的需求,详细分析了无线跳频扩频技术应用于CBTC系统中的技术优势:通过使用无线跳频扩频技术,在使无线频谱资源最优化利用的同时,为无线CBTC系统抗干扰研究提供了一个可供选择的技术参考途径.     

一种新型的GSM-R无线信道仿真机制

在CTCS-3级列控系统中,GSM-R无线通信系统负责承载车地间传输的关键列控数据,其传输能力与CTCS-3列控系统性能紧密相关。借助无线信道仿真机制模拟现场信道特性,分析无线传输性能,是研究GSM-R系统性能的重要手段。然而,在列车行驶过程中,终端移动速度、传播环境都会发生快速变化,无法使用传统电信领域的基于固定速度与场景的信道仿真机制。提出一种新型的GSM-R无线信道仿真机制,通过建立与铁路线路匹配的无线信道模型,并根据列车移动速度信息动态配置仿真输出特性,模拟车载电台在变化场景与运行速度下的传输性能,实现在CTCS-3级列控仿真系统中实时仿真GSM-R信道性能的目的。     

铁路站内无线控车通信信道的研究与仿真

铁路进行通信前期设计规划过程中,为了缩短设计周期,需要尽快获得网络信道主要性能指标,如误码率(BER)、端到端延时、吞吐量等Qo S,而目前勘测人员现场测量所耗时间较长,而且获得的信号量与以上性能指标不能直接匹配。为了改变这种现状,现采用OPNET计算机仿真工具与铁路现场的参数相结合的方法进行建模,软件仿真大大缩短通信设计时间,并且得到GSM-R网与WLAN同等测试环境下参数的结果,仿真得出的结论还可为前期现场通信设计施工提供部分有效的数据支撑。     

一种基于MIMO系统的三维空时无线信道仿真模型

提出一种基于多输入多输出(MIMO)系统的三维空时无线信道仿真模型。针对双发射/双接收天线情况,利用频率-延迟-角度的联合统计相关函数,推导含有散射体、波达角、角度延展及时延等信道参数的无线信道响应模型。模型具有能够通过仰角和方位角观察多普勒频移的变化,能够精确地描述不同接收天线的相位延迟,空时特征容易参数化等特点。利用Matlab仿真软件在宏小区和微小区仿真环境下测试该模型,试验结果表明,从任意发射天线到任意接收天线的幅度增益并没有受到固定散射体较大的干扰,基站和移动端空间相关性系数的理论值与仿真值都能较好地匹配。     

关于GSM-R系统无线信道与通信质量的讨论

本文着重分析了GSM-R系统中信道衰落、平均接收功率以及无线覆盖率之间的关系，给出了理论推导并结合仿真作了定量分析。同时也讨论了无线信道对于通信质量（如误码率）的影响，针对性地提出了改进性能的措施。     

GSM-R系统中无线测量的研究

无线测量集中在移动台与基站之间，主要测量信号电平、信号质量、定时提前量等等。介绍了无线测量的原理、参数、测量流程，以及测量报告的2个应用：通过测量报告分析移动台的行为，进而为查找解决问题提供依据和通过测量报告对网络进行评估。     

Simulink环境下的扩频码序列仿真实验研究

本文应用 Simulink建立了常用扩频码序列m序列和GOld序列仿真模型,模拟仿真数据与理论分析高度吻合,证明应用Simulink进行常用扩频码序列仿真实验的可行性.Simulink仿真实验环境可以作为m序列和Gold序列仿真实验的一种可靠的计算机模拟途径,可以为m序列和Gold序列的设计与研究提供有效帮助,节省人力、物力与实验周期,且实验结果可靠,实现了扩频码序列的实时精度仿真.     

自适应子信道分配的多载波CDMA系统

多载波CDMA技术能够提供大的系统容量、对抗瑞利衰落和消除符号间干扰等优点,成为具有发展前景的调制技术之一.本文提出了一种自适应子信道分配的多载波CDMA系统.即对任一用户,根据各子载波上受到的窄带干扰和衰落大小,选择出最佳的传输子载波,则该用户的信息就通过此最佳传输子载波进行传输.通过衰落信道下（同时存在窄带干扰时）的仿真,结果表明：（1）在强的窄带干扰情形下,采用提出的自适应子信道分配算法的改进MC-CDMA系统的性能比采用并行传送方式的传统MC-CDMA系统以及直扩CDMA系统的性能有了很大程度的改善;（2）在弱的窄带干扰情形下,当子载波数目较大时,采用自适应子信道分配算法的误码率性能仍然比采用并行传送方式的传统MC-CDMA系统以及直扩CDMA系统的性能有所改善.     

滑坡监测无线传感器网络基于事件的信道分配方案

在高速铁路沿线的山体斜坡上部署无线传感器网络,用于监测山体斜坡变化情况。综合考虑传感器节点能量有限性和对采集信息的实时性需求,提出一个基于事件的信道分配方案用于滑坡监测信息的传输。以是否有列车经过山体斜坡区域作为事件,当无列车经过时,为节点分配活跃周期和睡眠周期,采用TDMA的方式唤醒节点并分配一个可用信道进行数据传输,从而在保证数据传输的前提下节省节点能量,延长网络寿命;当有列车即将经过时,节点完全进入活跃周期,采用多个信道并行传输的方式传输数据,减少传输过程中由于信息碰撞造成的信息丢失和重传,从而降低传输时延,提高信息传输的实时性。最后,通过仿真实验分析系统性能,证明所提方案的有效性。     

基于Virtools的高铁列车三维仿真系统实现及技术研究

基于Virtools的三维仿真技术应用领域正在变得越来越广泛。阐述如何利用基于Virtools的虚拟现实技术实现高铁列车整车和零部件的三维仿真系统,并分析研究其相关的技术要点,为三维虚拟现实技术在高铁或其他工业领域的应用提供参考。     

基于ZCZ训练序列的MIMO-DDST联合信道与直流偏移估计

在通信系统中,信道估计的准确与否直接影响到接收端符号的检测性能,对MIMO系统更是如此。本文首先介绍隐含序列的信道估计方法,并分析此类方法存在的问题,包括信道估计性能受发送端符号数据的影响以及受未知直流偏移影响。然后,重点研究基于ZCZ(Zero Correlation Zone)训练序列的DDST(Data-De-pendent Superimposed Training)方案,此方案可以实现多天线系统的多径信道和直流偏移联合估计。最后,给出理论分析和仿真结果,二者均表明平衡ZCZ训练序列不但能分离直流偏移估计和信道估计,而且能使二者的估计均方差性能同时达到最优。     

QoS区分的高速移动OFDMA系统无线资源分配

针对高速移动环境下多业务多用户正交频分多址(OFDMA)系统下行链路提出一种动态资源分配方案。针对具有不同时延要求的多种类型数据包的数据流,提出了一种考虑多种时延服务质量(QoS)要求的动态资源分配算法。通过应用排队论原理,将用户的时延要求转化为速率约束,结合多普勒频移产生的中断概率的约束,形成一个高速移动环境下考虑用户不同QoS要求的最优化问题。该优化问题为混合整数非线性规划,直接求解的复杂度非常高。为了解决原问题,提出了次优方法。仿真结果表明,在高速移动环境下,提出的方法在保障用户各种QoS时延要求的同时,有效地提高了系统的容量。     

电波传播特性测量系统研究

准确地信道测量以获取电波传播特性,对于磁浮列车的正常通信及安全运行具有重要意义。电波传播多径测量的难点在于解决同步问题,以及在区分多径的基础上测量信号幅度,而现有的商用测量仪器设备体型较大且价格昂贵,不利于进行现场测量。通过对探测序列进行调制解调,并利用多天线方向性特点,提出一种新的电波传播特性测量方案,并采用MATLAB软件进行仿真,验证了该方案的可行性。根据测量方案,利用软件无线电可编程和灵活性高等优势,结合硬件开发板,搭建了电波传播特性测量系统进行实际信道测量,能够满足电波传播特性的测试需求。     

基于SPSS Modeler的超售方法在京沪高铁票额管理中的应用研究

以京沪高铁客票预售为例,针对退票数据对预测结果的影响,使用工具SPSSModeler并选择时间序列模型,估算可超额发售的票额数量.在应用于实际生产时,将其与现有客流预测的结果相结合,可弥补列车能力虚靡现象,提高列车利用率,同时,增加相应的社会和经济效益,实现旅客出行和铁路收益的双赢.     

基于无线MESH网络的机车信号通信系统研究

基于无线MESH网络（WMN）的机车信号数据传输系统,采用第三代WMN技术,通过优化网络拓扑提高系统的健壮性,采用混合频道复用方案增强MESH路由器节点的处理能力,采用圆极化天线增强无线信号接收效率,降低因为WMN多跳传输引起的带宽衰减,有效解决了有限发射功率条件下,无线覆盖和带宽性能优化的问题.