高速铁路智能CTC多区段列车运行协同调整方法研究

为破解调度集中系统（CTC）在多区段调整方面的技术瓶颈,支撑智能高铁2.0时代多线成网运营的智能化行车调度运用场景,梳理并分析现阶段CTC智能调整方面的研究成果及问题,明确了调度管理边界及CTC系统边界将长期存在的客观性,从模型构建、动态协同联盟定界机制、求解算法等方面对多区段调整方法进行探讨。立足于CTC系统现状及规划实施的智能化技术路线,从多区段调整业务主体、信息存储、相关信息综合利用技术、动态信道分配等方面,分析CTC承载多区段调整业务的可行性及技术研究路线。分析研究结果表明：基于智能CTC的多区段列车运行协同调整方法研究具有较强的可行性和紧迫性。分析过程及相关结论对大范围智能行车调度的深入研究具有参考价值。     

软件无线电结构的智能天线在CDMA系统中的应用

在ＣＤＭＡ蜂窝移动通信系统中应用管理天线技术，可以减少用户间由于伪随机码的互相关而引起的多址干扰，降低由于多径传输所造成的接收信号的衰落程度，增加系统容量，提高系统性能。软件无线电具有结构简便，应用灵活等特点，为智能天线技术的发展提供了有力的支持，是使智能天线走向实用化的关键技术。     

适合于感知无线电网络的动态信道分配和注水功率联合的算法

随着无线通信技术的飞速发展,传统的静态频谱分配机制与频谱实际需求之间的矛盾日益显著,频谱短缺现象日益严重.频谱资源的利用率问题成为未来移动通信发展的一大瓶颈.有效的信道分配机制能够改善无线资源的使用效率.本文将注水功率分配算法和动态信道分配算法相结合,提出一种基于小区的分布式动态信道分配算法.此算法针对感知无线电网络频谱变化的环境和多业务的环境能够提供优越的性能和自适应能力.与其他基于小区的动态信道分配算法相比,此算法考虑用户之间的公平性,显著提高频谱使用效率.     

城市轨道交通隧道环境下大规模MIMO信道建模

随着人们对城市轨道交通环境下通信业务需求的日益增加,隧道中无线移动通信系统的研究逐渐成为一个热点。由于隧道环境的独特性、列车的移动性以及乘客宽带接入的集中性,建立一个合理可靠的无线信道模型成为研究重点。基于隧道环境的封闭特性,引入列车移动速度和天线元素仰角等参数,建立一个三维大规模多输入多输出3D Massive MIMO(3Dimensional Massive Multiple Input Multiple Output)信道模型,分析该模型的信道统计特性,研究影响信道空时相关特性的因素集合,并与传统的二维2D信道模型进行比较。仿真结果表明,时延、归一化天线元素距离及接收端天线仰角对空时相关特性有较大影响,3D模型比2D模型具有更小的信道相关性。     

铁路客车上水监控系统

该系统集自动上水、信息显示和动态管漏检测于一体，综合运用智能、网络、控制、景象检测等技术，使系统具有高可靠性和智能自动化等特点。     

MIMO多天线系统在高速铁路应用的仿真

旨在讨论MIMO技术在高速铁路通信中应用的可行性及能够带来的性能增益.利用MAT-LAB-SIMULINK仿真平台,建立了一个最高时速300km的多天线通信系统模型,采用时变的Rayleigh多径信道,对不同的天线个数、调制方式以及不同移动速率等不同情况下的系统性能进行仿真及分析比较,以证实预期的观点.     

GSM-R语音组呼业务的信道分配方式研究

研究了GSM—R语音组呼业务原理，并从4个方面详细地对2种信道分配方式进行研究和比较，这对于GSM—R网络中信道分配方式的选择具有重要的意义。     

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。     

多小区信道估计技术的研究

在TD-SCDMA系统中提出基于PIC(并行干扰消除)和sIC(串行干扰消除)的多小区信道估计技术,给出在这两种信道估计模式下多小区联合检测的性能.仿真表明,基于PIC和SIC的多小区信道估计技术可以明显提高系统性能,在采用这两种信道估计方式后,即使使用单小区联合检测也能提高系统性能,其中,基于PIC的多小区信道估计技术与多小区联合检测技术相结合,可以获得更大的增益.     

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.     

4G系统关键技术分析

概要介绍了第4代（4G）移动通信系统的主要特点，重点讨论了4G中的关键技术，包括MIMO＋OFDM、智能天线和联合检测技术，先进的信道编码方式，软件无线电以及基于IP的核心网技术。     

双信道应答器多天线互耦分析及改进

由于双信道应答器内部空间有限,天线单元之间距离很小。应答器内部的多天线间通过磁场发生耦合。即互感耦合,在相邻两天线近场之间引入互感,导致敏感天线的阻抗发生变化,是一种不期望的干扰。多天线间的互耦降低了天线的独立性,影响了天线的性能,增加了天线调谐的难度。互耦影响因素包括天线间距离、重合面积和不同工作频率的天线排列顺序等。为降低多天线间的耦合系数,提出增大天线间的距离、降低天线间的重合面积、重新排列不同工作频率天线位置等方法。仿真结果表明,上述方法提高了天线间的隔离度,降低了耦合系数。     

TD-SCDMA技术用于高速铁路专用通信系统探讨

GSM-R是专门针对铁路移动通信需求而推出的专用系统,它基于GSM并在功能上有所超越,具有比较完善的调度通信和列控功能,技术成熟.TD-SCDMA作为我国具有自主知识产权的3G标准,从标准开发完备性、技术适应性、安全性、成本等多个角度考虑,具有广阔的应用前景.参考GSM-R未来发展方向,提出将TD-SCDMA技术用于高速铁路专用通信的设想,构建基于TD-SCDMA的高速铁路集群通信系统,作为现有铁路专用移动通信系统的升级选择,并对其优势进行分析.     

MC-CDMA系统的动态子载波和功率分配算法

针对MC-CDMA系统的反向链路提出了一种动态子载波和功率分配算法。与传统的多载波系统传输方案不同,信号不是通过所有的子载波进行传输的,而是动态的利用信道的频率选择特性来选择优质的传输子载波,同时采用了闭环功率控制算法。理论分析与仿真结果表明,采用动态子载波和功率分配算法后,传统的MC-CDMA系统的误码率性能得到较大程度的改善。     

GSM-R系统中通知响应过程的改进与设计

GSM—R协议中的延迟指配方案对组呼信道进行动态管理,系统在组呼小区没有用户时不分配信道,由MS发起通知响应请求,触发系统分配组呼信道以加入呼叫。该方案存在的问题是:多个移动台同时发起通知响应时,部分MS响应失败,无法及时直接加入呼叫。为此提出分别在MSC,MS侧修改通知响应过程的2种改进措施:在MSC侧,以FIFO方式延迟处理重复的通知响应,当1个通知响应过程成功分配信道后,同一小区其他通知响应均按失败处理,并通知发起通知响应的MS新分配组呼信道信息,以便其加入呼叫;在MS侧,当重复通知响应失败后,MS不立刻进入空闲状态,而是在固定时限内监听通知信道,在发现系统分配了该组的呼叫信道时MS自动加入呼叫,从而使通知响应失败的MS也能够成功加入呼叫。     

双信道应答器多天线间的互耦分析及降耦研究

双信道应答器内部4个不同频率的天线间的互耦,破坏天线的调谐状态,影响天线的正常工作。基于天线的串、并联等效电路,推导天线带宽的计算公式;建立双信道应答器多天线的三维仿真模型,对串联等效电路进行仿真分析。结果表明:多天线间的互耦使损耗电阻增加,等效电感和自谐振频率减小,同时使天线间产生转移阻抗,进而导致调谐频率偏移;4.234 MHz FSK发射天线至27.095 MHz接收天线、9.032 MHz PSK发射天线至27.095 MHz接收天线、9.032 MHz PSK发射天线至4.234 MHz FSK发射天线、4.234 MHz FSK发射天线至9.032 MHz PSK发射天线的传输系数均大于-10dB。在4.234 MHz FSK发射天线和9.032MHz PSK发射天线的信号输出端增加低通滤波器后,天线间的传输系数均降低到-10dB以下,表明加载低通滤波器可有效降低多天线间的传输系数,从而实现了多天线间的降耦。     

基于有色Petri网的ETCS无线通信可靠性分析

ETCS-3级(欧洲列车运行控制3级系统)无线通信系统是一个动态、复杂的分布式系统,其性质和最终实现正确性的形式化验证具有重要意义.本文利用分层赋时有色Petri(CPN)网,综合随机信道恶化、越区切换、信道连接中断等无线信道失效模型,提出ETCS无线通信信道模型的分层结构,定义信道失效模型和概率传输延时,分析信道模型和数据传输的时间特性.分析结果表明,数据帧传输延时小于20s的通信可靠性为99.97%.因此,相继运行列车时距为1min时,数据帧传输延时小于20s的通信可靠性满足ETCS规范要求.     

铁路TD-LTE专网系统解决方案研究

考虑到铁路通信传输环境等多方面因素,TD-LTE通信系统应运而生。TD-LTE系统基于3G通信网络设计,能够全方位的调度整个运行系统,实施统一管理。此通信技术是根据第三代TD-SCDMA技术转化而来的,采用了分频复用和时分复用。由于铁路通信专网的技术的设计要求,MT、TE、TA的划分已经撤销。这种网络的分配方式不但布置简洁,而且方便维护,将网络拓扑的硬件和软件进行了全面的升级改造。由于TD-LTE技术的通信专用网络具有比传统技术更为强大的优势,值得在铁路通信中推广应用。     

TFDS集中作业系统的设计与实现

针对货车故障轨旁图像检测系统（TFDS，Trouble of moving Freight car Detection System）探测站存在的作业量不均衡、作业关系未有效利用、作业质量差异较大等问题，基于数据传输、数据挖掘、智能判别等技术，将多套TFDS采集的图像和列车信息进行统一存储和任务的智能分配，实现智能管理、作业联控、信息传递等功能。该系统在中国铁路郑州局集团有限公司上线以来，运行效果良好，故障发现效率提升20%以上，为车辆系统深化改革创造了条件，为专业化管理提供了技术支持。     

无线移动环境下密钥协商机制的设计

在动态无线信道中,通信双方测得的接收信号强度(RSS)的变化特性具有较高相似性,而处于距通信双方一个载波波长范围外的攻击者则不能测得与通信双方相似的RSS变化特性.基于无线信道这一特性,本文提出了在动态无线信道中提取特征信息的方法,并结合FuzzyVault算法提出在移动环境下有效的无线终端密钥安全协商机制,从而保证信息的安全传输.