地铁移动通信系统切换设计

为了实现地铁移动通信信号的覆盖，建立了专用无线通信系统。由于用户经常是在移动的列车中或地铁出入口通信，因此信号切换是一个重要的问题。对地铁移动通信系统切换方案设计进行探讨。     

杭台高铁隧道公网覆盖实施方案

由于高铁列车车体对无线信号穿透损耗大，列车移动速度快，小区切换频繁，多普勒频移严重，使得高速铁路公网覆盖难度较大。以杭台高铁为例，研究隧道公网（含5G）覆盖实施方案，包括需求分析、隧道链路预算、基站组网方案、光缆分配方案和基站供电方案等，可用于指导后续高铁隧道内公网工程建设。     

GSM-R网中一种基于中继站辅助的切换策略

GSM-R(GSM for Railway)网是铁路运输所专用的GSM无线通信网络。与普通GSM网中移动台的低速移动不同,GSM-R网中列车的高速移动会使接收信号产生严重的多普勒频移,另外接收信号还会受到电力牵引等其他干扰。因此对这些质量不佳的信号进行检测将导致移动台的切换误判,造成列车越区切换成功率较低,从而削弱GSM-R网的安全性和可靠性。本文对GSM-R网传统切换策略进行建模,并且分析其切换中断率。为减小GSM-R网切换中断率,提出一种利用中继站辅助列车进行越区切换的策略。在该策略中,移动台在切换时不仅要检测相邻基站的信号,还将对重叠区中的中继站信号进行检测。仿真结果表明:本文提出切换策略的切换中断率明显小于未使用中继站时的情况,能够提高列车越区切换的成功率。     

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。     

CTCS-3级列控区段采用数字光直放技术延伸GSM-R基站覆盖方案研究

针对CTCS-3级列控区段GSM-R基站采用交织覆盖冗余方式布设中存在的基站设置较密、切换频繁、频率资源紧张等问题,提出采用数字光直放技术延伸GSM-R基站覆盖方案。覆盖方案包括:采用3频组复用方式,有效提高频率复用率;采用2个相邻基站的远端机设置在同一站点,实现网络交织覆盖;控制相邻基站远端机的覆盖电平关系,并调整相应的切换参数,改善网络切换性能。研究结果表明,在CTCS-3级列控区段采用数字光直放技术延伸GSM-R基站覆盖,有利于提高GSM-R系统承载CTCS-3级列控业务的服务质量。     

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.     

青藏铁路GSM-R数字移动通信系统无线网络规划

青藏铁路GSM-R无线网络规划设计,按照铁道部发布的《铁路GSM-R数字移动通信系统工程设计暂行规定》,场强覆盖以机车天线处输入端射频信号为标准,满足-92dB.m(95%的时间地点概率)。使用铁路沿线数字地图和无线网络规划工具软件,确定设计余量(DMF)和基站重叠区以及沿线区间GSM-R的基站设置地点。对铁路沿线隧道、路堑等弱场强区,采用光纤直放站加漏泄同轴电缆方式解决。     

一种应用于高速铁路的GSM—R快速切换算法研究

研究目的:随着我国高速铁路和客运专线建设,GSM-R数字移动通信系统在我国铁路得到迅速发展,同时也带来一些亟待解决的问题.GSM-R的线状覆盖方式,使列车运行过程中越区切换频繁发生,切换性能对系统的服务质量和行车安全有很大的影响,尤其是高速列车对GSM-R系统越区切换提出更加严格的要求.为在高速环境下实现快速可靠切换,针对切换算法进行研究,提出一种快速切换算法,达到缩短切换时延,提高高速环境下跨MSC间越区切换的成功率的目标.研究结论:通过研究提出了一种适用于高速铁路环境下的新型快速切换算法.在理论上对该算法的实现方式和性能进行了分析,并与常规的切换算法在切换时延上进行了比较.结果表明本算法在缩短切换时延上具有一定的优势,特别在跨MSC切换时能减少约64%的时延.采用快速切换算法非常适用于高速环境,通过缩短切换时间,从而提高切换成功率,为移动通信系统提供更高的可靠性和有效性.     

漏缆敷设与测试方法

1 漏缆的基本工作原理 漏缆全称是泄漏电缆.在基站与移动站之间的通信,通常是依靠无线传送.目前通信技术发展越来越要求基站与移动站之间随时随地能接通,即使在隧道中也是如此.然而在隧道中,移动通信传播效果不佳.隧道中利用天线传输通常也很困难,所以漏缆在隧道中得到了有效的应用.目前铁路GSM-R系统使用的E-GSM频段,漏缆主要用于隧道内无线信号覆盖.     

京沪高铁沿线LTE网络切换性能分析

为进一步分析高铁沿线网络切换性能,提升高速移动场景下列车网络服务质量,以京沪高铁网络环境为研究对象,深入研究京沪高铁沿线LTE网络切换性能关键影响因素。基于时速350km的高速列车,利用车载Wi-Fi中心服务器通信模组,通过内置三大运营商SIM卡各一张,使用ltedatatofile程序抓取LTE网络参数信息,通过tcpdump保存TCP抓包记录,对京沪高铁沿线吞吐量、基站密度、基站切换成功率等网络切换指标进行统计分析。经实测数据分析,铁路沿线网络切换过程中同一位置信号具有可重复性,信号连接中断具有可重复性。该测试数据分析结果有利于京沪高铁沿线网络优化补强,同时可为后续高速铁路沿线5G网络建设优化提供一定参考。     

铁路环境无线场强覆盖评估算法综述

场强覆盖对于GSM-R规划和网络评估具有关键作用,是衡量蜂窝移动通信服务质量的重要指标之一.为准确得到铁路场强覆盖率和获得统一可行的铁路场强覆盖评估标准,本文结合应用背景,首先针对依据数理统计理论的抽样平均方式对抽样均值估计算法(SME)及其改进方法进行叙述,指出统计区间和抽样点数量等参数的选取是反映算法效果的重要参数.然后依据滤波方式叙述用于切换算法的场强覆盖评估算法,旨在不破坏原信号的前提下寻求复杂度适中的评估方法.最后对基于实测的评估算法进行介绍,以期得到统一的覆盖验收方法.全文对多种算法特点进行比较和总结,并对算法在铁路环境应用的可行性和可能存在的问题进行分析与展望,以期对铁路无线场强覆盖评估问题的研究提供参考.     

列车振动荷载作用下高速铁路近距地铁平行隧道的动力响应特性分析

为研究高铁列车和地铁列车同向以不同速度行驶时的振动对高铁隧道衬砌结构的影响,采用模拟的列车振动荷载,在铁轨上施加对轮轴的模拟振动荷载并考虑列车速度来研究同向列车振动荷载下高铁隧道衬砌的动力响应特性。结果表明:在同向行驶的列车振动荷载作用下,对于隧道特定监测点而言,存在一个列车行驶振动响应的影响区,列车行驶至该监测点时,其振动响应最大;高铁隧道中部横断面衬砌振动响应从上到下逐渐增大,拱脚、拱底竖向应力幅值分别为拱腰的1.63、2.26倍,加速度最大幅值分别为拱腰的1.21、1.29倍。     

铁路GSM-R网络无线小区覆盖分析

分析了GSM—R网络沿铁路线冗余覆盖方式,以及根据基站覆盖区边缘覆盖概率和基站覆盖区域内覆盖概率计算系统阴影衰落余量方法,根据GSM-R网络的特点提出覆盖半径的预算方法,以及重叠区域的长度和越区切换区域的位置选取方案,以保证列控业务要求的QoS指标及列控数据传输的可靠实现。     

基于控制模式自适应切换的列车限速控制

针对列车在限速模式下运行时出现的抖动问题,文章分析了传统限速控制方法存在的问题及列车抖动原因,并提出了一种基于控制模式自适应切换的限速控制方法.该方法在分析列车力矩响应特征的基础上,基于速度偏差来实时切换控制模式,在兼顾系统稳定性和快速性的同时可实现列车速度的准确跟踪.仿真分析和现场试验均验证了该方法的有效性.     

基于预认证的高速列车快速安全切换机制

针对高速列车在行驶过程中面临的安全切换问题,提出基于列车移动方向和位置的目标基站选择方法,设计一种基于预认证的高速列车安全切换机制,结合可认证密钥协商协议实现中继站和目标基站之间的双向认证以及生成共享的会话密钥。安全性分析与仿真实验表明,提出的切换机制不仅具有较高的安全性,而且有效地降低了切换时延和中断率,同时保持了较为稳定的吞吐率,显著改善了车地无线通信的切换性能。当高速列车行驶速率低于500 km/h时,切换时延普遍低于50 ms,切换中断率低于1.6%;当高速列车行驶速率为350 km/h时,切换过程的平均吞吐率高于19.5 Mbit/s。     

基于LSTM动态波束赋形的高速列车越区切换算法

高速列车越区切换参数具有较强的时空相关性，以及无线信号在不同线路地形下具有衰落差异性，这都对高性能的越区切换提出了新的挑战，针对这一问题，设计一种基于长短期记忆网络动态波束赋形的高速列车越区切换算法。提出基于LTE-R中继通信模型的高铁典型运行场景中波束无遮挡传输的基站天线高度设置规律，通过估计发射波束主瓣方向并利用参考信号接收功率序列的时间相关特性，提出eNB重叠区内天线波束增益需求预测模型；同时采用增加波束预留角策略实现联合约束条件下的高速列车越区切换。结合高速铁路典型运行场景(路堑、高架桥)的路径损耗预测模型仿真评估了算法性能。结果表明，所提算法以略微牺牲越区切换时延为代价提高了越区切换成功率，能够有效避免高速列车越区切换引起的通信中断问题。     

覆盖客运专线车站的GSM-R小区内列车驻留时间分布模型

根据客运专线车站和GSM-R系统的特点,确定建模的基本条件.建立覆盖客运专线车站的GSM-R小区内列车驻留时间分布模型,包含新呼叫后不停站列车、切换呼叫后不停站列车、新呼叫后停站列车、切换呼叫后停站列车在GSM-R小区内的驻留时间分布模型.以GSM-R小区覆盖半径31km、列车运行速度200～250 km·h-1为例,...     

GSM-R技术在铁路中的运用和发展

1 我国GSM-R系统现状近年来,GSM-R系统在铁路系统中发展迅速,在列车控制、高原铁路、货运重载成套技术的形成和发展中发挥了重要作用,特别是在高速铁路建设和运营中,GSM-R系统促进了高速移动通信技术进步和GSM-R产业的稳定发展.随着青藏铁路、大秦铁路和胶济线的开通运营和客运专线建设,加强无线网络优化、搞好运营维护是提高GSM-R网络质量的关键.2005年5月,青藏铁路西藏境内GSM-R铁路移动通信工程正式开T.GSM-R铁路移动通信工程由干线通信系统、区段通信系统和无线通信系统组成,需要修建100多座无线基站.青藏铁路是亚洲第一条完全基于GSM-R通信系统的线路,是亚洲第一条采用GSM-R系统传输列车控制安全数据的试验铁路,并采用双重覆盖方案增强系统的可靠性.     

武广高速铁路GSM-R系统无线覆盖方案优化设计

<正>1概述武广高速铁路设计速度350km/h,列车追踪间隔3min,是国内第一条采用CTCS-3级列控系统的高速铁路。为保证列控信息高可靠传送,武广高速铁路GSM-R数字综合移动通信系统采用交织单网冗余覆盖,当某一基站出现故障时,相邻2个小区的覆盖电平仍能达到系统规     

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。