一种基于车载双天线的GSM-R冗余网络无缝切换方案

随着铁路现代化的发展,列车运行速度逐渐增加,由此导致列车在穿越GSM-R网络小区的过程中需要频繁地执行越区切换操作。由于GSM-R网络先断后连的硬切换方式必然造成切换过程中存在通信中断等问题,对行车造成一定的安全隐患。传统的切换优化方法仅针对单层网络中移动台越区切换过程进行改进,忽视了GSM-R系统现有的冗余网络配置特点。本文提出一种将GSM-R双层冗余网络中的不同基站组成一个为列车服务的虚拟小区,并采用车载双天线与虚拟小区进行协作通信的方案,以充分利用冗余网络配置特点,从而实现列车穿越小区过程中完成无缝切换操作。仿真结果表明:所提出的方案使切换中断率明显降低,为列车的安全运行提供了可靠保证。     

GSM-R网络小区半径和重叠区规划

随着GSM-R网络在中国铁路的广泛应用，网络预规划作为网络建设的一个重要步骤，得到了重视。结合铁路通信的特点，在高速和普速环境下，采用Hata模型对典型的5种地理环境进行建模，并结合链路平衡预算，给出小区覆盖半径的规划方法，同时，利用同频干扰与小区重叠区的关系，给出小区重叠区的规划方法。     

ON-OFF信源呼叫接纳控制的研究

基于码分多址（CDMA）技术的第3代（3G）移动通信系统中，有效的无线资源管理是保证系统服务质量QoS的重要课题。呼叫接纳控制CAC是无线资源管理的重要功能实体。提出一种基于掉线概率的CAC方案，该方案在多小区环境下，通过对小区内外的干扰情况和ON-OFF信源特性的研究，以小区掉线概率作为准则，提出新的呼叫接纳判决算法。     

GSM-R网络中基于位置和中继功率控制的切换优化方案

GSM-R(GSM for Railway)的可靠性和高效性引起人们的关注。列车速度的提升导致多普勒效应更严重、切换触发位置更靠后、越区切换更频繁。多普勒效应恶化接收信号质量使中断率增加;切换触发位置靠后变相缩小重叠区覆盖范围使越区切换失败率增加;频繁的越区切换进一步降低系统可靠性。因此列车速度的提升对GSM-R网络的安全性和可靠性产生重要影响。同时,我国铁路网络的不断扩展对GSM-R系统的容量提出更高的要求。本文首先对GSM-R网络传统切换策略进行建模和性能分析。随后,提出一种利用列车位置信息和中继功率控制技术的切换优化方案。在该方案中,列车到达切换位置前,利用中继站获得分集增益,提升信道容量和链路可靠性;处于切换位置时,通过中继的功率控制,保证本小区的信号满足最低通信要求,变相扩大重叠区覆盖范围的同时有利于触发切换提升切换成功率。仿真结果表明:本文提出的方案有效地提升切换成功概率和信道容量,明显改善了GSM-R系统的性能。     

TDD/FDD融合模式下的高速铁路无线网络优化

分析高铁场景的网络覆盖特征,主要表现为多普勒频移、频繁小区切换和信道类型复杂,并提出相应的解决方案;针对不同覆盖区域制定网络指标要求和融合方式;为了使多层网覆盖互补、网络负荷分担,研究融合组网策略;分析无线资源控制连接最大用户数与物理资源块利用率的关系。通过对兰新高铁42个站点进行测试实验,研究结果表明:融合的无线网络优化方法使网络覆盖率增幅2.24%,下载业务感知速率提升50.46%,上传业务感知速率增长2.43倍,业务流量增加63.28%,有效地改善了网络运行质量。     

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.     

高速铁路宽带无线通信系统切换方案研究

作为实现宽带无线通信高可靠性的关键技术,越区切换的性能优劣将会严重影响列车的行车安全和用户体验。由于传统蜂窝小区制的通信系统已不再适用于高速铁路,对此利用分布式天线系统(distributed antenna systems,DAS)和两跳架构,构建适用于高速铁路场景的系统网络架构。针对架构中不同集中单元(central unit,CU)控制的远程天线单元(remote antenna unit,RAU)之间的频繁切换导致成功率低的问题,在考虑同频干扰和阴影衰落的条件下提出一种快速触发切换方案。当列车从当前RAU向相邻CU控制下的RAU移动时,首先为了缩短切换请求及响应的时间以及获得更高的成功率,在低于服务RAU信号质量最高时触发切换准备阶段。其次当切换请求和接入目标RAU的指令发送失败时,可通过多次重传提高重叠区的触发概率和减小切换过程中的失败概率,并与传统切换方案在切换性能指标上进行比较。研究结果表明,该网络架构的覆盖范围内具有较高的信号质量,所提出的快速切换触发方案相比于传统切换方案,可以显著提高重叠区内的切换触发概率,确保在切换范围内以更低的失败概率完成切换,并提供可靠的通信服...     

CBTC列车安全定位中通信中断时间的研究

通信中断的存在会对目前城市轨道交通的CBTC列车安全定位产生影响,进而影响列车安全间隔距离。CBTC车地通信系统大多采用无线局域网技术。越区切换中断是导致通信中断的主要原因,根据IEEE 802.11协议的越区切换流程,本文推导出越区切换中断时间与列车速度的关系表达式,在此基础上根据安全定位的实现方法和移动闭塞系统中列车安全间隔距离的计算方法,推导出通信中断时间与影响安全定位的因素之一——估计的运行距离及列车运行安全间隔之间的关系表达式。建立两列列车追踪运行模型,仿真不同通信中断时间下两列车的追踪间隔距离。采用此关系表达式进行理论计算的结果与仿真结果验证了通信中断时间与估计的运行距离及列车运行安全间隔的关系表达式是合理的。     

分组预约多址类协议在蜂窝多小区下的性能分析

首次分析了在多小区瑞利衰落信道中PRMA类协议的容量及通量性能。结果表明，在多小区环境下，采用合适的频率复用系数，可有效降低来自邻近同频小区的干扰，系统仍有较大的容量。     

隧道内移动通信越区切换区域设置方案的比较研究

研究目的：针对我国城市轨道交通和铁路客运专线移动通信的越区切换位置存在的诸多问题，对隧道内移动通信切换区域的各种设置方案进行研究，为我国城市轨道交通和铁路无线通信网络规划和优化方案提供依据和参考。研究方法：通过对不同切换区域设置方案的分析，结合铁路移动通信技术的发展，从工程经济性、实施性、可靠性等不同方面进行多方案的比选研究。研究结果：提出了不同速度等级的铁路隧道内设置移动通信信号切换区域的几种方案，并对相应的方案做了分析比较。研究结论：隧道内移动通信信号切换区域的设置不仅受物体移动速度和切换时间的制约，还受高速移动带来的信号快衰落及不同制式移动通信系统切换机制的影响。     

城市轨道交通线网专用无线频点规划思考

随着城市轨道建设的快速发展,专用无线网频点使用量越来越大。如何结合城市轨道交通线网,规划出满足轨道交通线网使用的最小频点数,是城市轨道交通建设的一个迫切问题。从规划的必要性、容量计算、轨道交通专用无线蜂窝小区,以及对其他无线系统的影响等方面进行分析,对专用无线网频点规划进行探讨,并提出相应的解决方案,为轨道交通专用无线频点规划、频点申请提供参考。     

浅谈GSM-R系统无线网络的优化

GSM-R无线网络的优化关系到网络的运行质量及话务能力。本文重点从GSM-R无线网络频率规划、无线网络场强覆盖及无线网络参数设置和调整3方面,浅析了GSM-R系统无线网络优化的概念及其复杂性和重要性。     

基于Atoll的GSM-R无线场强覆盖仿真研究

铁路沿线的电磁环境日趋复杂,无线网络场强分布示意图已经成为各路局向北京铁路通信技术中心报审网络数据申请的必要材料。然而,目前主要的无线网络规划软件均未对铁路数字移动通信系统(GSM-R)仿真提供直接支持,无线网络场强分布示意图的制作存在一定的难度。本文将以GSM-R的理论特性为依据,通过论述Atoll软件中的三维电子地图模型信息导入、GSM-R网络参数配置、无线基站仿真参数设置、特殊区段无线仿真处理等关键性问题,提出一种GSM-R无线场强覆盖仿真方法。最后,结合国内某条高速客运专线的无线网络场强分布仿真结果,说明本文方法的合理性,并且验证该线路的无线网络设计方案具备理论可行性。     

GSM-R无线网络覆盖预测方法探讨

从工程设计实际应用出发,对采用网络规划软件进行网络规划前期各设计阶段的无线网络覆盖预测方法进行了探讨。     

轨道交通车地通信LTE特殊场景覆盖分析与解决方案

在国内轨道交通快速发展下,城市轨道交通线路正在向网络化发展。轨道交通的线路、车站、车辆段、隧道区间等建设情况日趋复杂,使基于TD-LTE技术的车地通信系统的设计、建设和维护难度越来越大。在规划设计和建设中应保证车地业务的安全、可靠,减少信号干扰,应用新的技术满足轨道交通不断增长的需求。基于郑州市轨道交通车地无线LTE综合承载方案,结合前期建设、运营的经验,针对轨道交通线网中多种复杂场景的应用分析,结合1.8 G频率资源优化配置,提出特殊场景下车地通信LTE覆盖解决方案,并对不同场景下空间隔离、频率隔离、共基站覆盖等方案进行对比分析,为实际工程建设提供有效的理论依据与工程实施方法。     

GSM-R系统车载台场强测量方法研究

主要介绍了GSM—R无线场强测试的基本特点，对于GSM—R机车车载台，给出其接收电平的基本性能要求：场强最小电平值及覆盖概率。并提出了一套完整的场强测量方法，包括系统组成、数据采样方法、数据处理方法等。该方法可以正确全面的评估GSM—R的网络覆盖性能。     

基于高速铁路的GSM-R通信无线覆盖的可靠性分析

高速铁路的GSM-R通信无线覆盖的可靠性分析是保证列车安全、高效运行的技术手段之一。抽象出胶济线GSM-R网络结构,利用故障树分析法,根据各个网络节点的可靠度,计算出整个系统的可靠度。胶济线GSM-R网络覆盖采用单网交织冗余覆盖方案,铁路沿线基站设置的比较密集,根据故障树定量分析法,求出顶事件发生概率的近似值,根据某厂家提供的相关产品参数,得到GSM-R网络主要单元节点的可靠度预测值。     

采用多模Turbo编解码器增加CDMA系统用户容量

随着移动用户数量的迅速增加,CDMA系统的容量面临巨大压力。以往Turbo编解码器在CDMA系统中仅用于信道编码,本文则提出采用多模Turbo编解码器增加CDMA系统用户容量。这一方案是基于码分多址与本文提出的Turbo编解码滤波技术。在一个CDMA小区中,基站用K个Turbo编解码器将用户分成K个不同的用户群,每一群的用户可使用小区的全部N个扩频码,采用匹配滤波器组检测同一群内的不同用户。因此,一个小区的用户数量可以增加为原来的K倍。仿真验证该方法是有效的。     

基于漏缆和CDMA2000 1xEV-DO Rev.A方案的轨道交通车载视频监控系统可行性研究

轨道交通视频监控系统的规划和建设是一个亟待发展和规范的课题，研究实时的车载视频监控系统意义重大。提出了轨道交通车载视频监控系统的设备配置和功能实现方案；试验方案推荐采用先进的数字化视频压缩传输技术和3G高速网络平台，车载监控视频设备采用嵌入式网络视频服务器，无线网络采用CDMA2000 1xEV-D0Rev．A的3G试验网络。推荐方案的测试结果说明，该方案扩展能力强、维护费用低、可靠性高，满足车载监控图像传输的带宽要求．并利用了现有地铁隧道内的公网漏缆系统。