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。     

基于列车位置信息的接收波束成形技术对LTE下行信道的影响研究

高铁运行速度快、运行环境复杂,轨道沿线网络信道快速变化、频繁小区切换、多普勒频移等特有问题给铁路车地无线通信带来了巨大的挑战。基于列车特殊的运行场景基础上,分析基于位置信息的多普勒效应补偿对于提高接收信号质量的影响,通过实验模拟接收波束成形技术对于LTE每个时隙下网络速率的变化,提出350 km/h高速移动场景下基于位置信息的多普勒效应补偿技术,以验证基于位置信息的多普勒补偿技术和接收波束成形技术在高铁场景下的有效性,并通过实验证明天线间距和天线数量对于波束成形技术的影响关系。     

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。     

高铁VoLTE测试中基于小区方位角的定位方法

Vo LTE测试对优化高速铁路(简称高铁) 4G网络性能与评估高铁舒适度具有重要意义。针对高铁4G高清语音Vo LTE测试中的GPS信号缺失问题,基于小区方位角和高铁地图,计算小区天线主瓣方向射线与高铁轨道曲线的交点,根据相邻基站的覆盖切换交点求出高铁沿线每个基站的覆盖范围;在该覆盖范围内,以铁路轨道离散化的经纬度点数与测试终端RSRP采样点数的比值作为插值周期,均匀插值等量、缺失的轨道经纬度信息,实现对测试终端的定位。通过对兰新高铁不同地形的现场测试和仿真分析,结果表明:该方法在GPS信号缺失情形下能够获取测试终端的位置信息且定位精度约8 m,满足了高铁Vo LTE测试数据分析对位置信息的需求。     

改进的更软切换的实现及其性能分析

宏分集可以有效地克服大尺度衰落的影响。针对CDMA系统反向信道更软切换的实现,提出了一种改进的基于最大比合并的宏分集方式。采用两级RAKE接收机,将来自不同扇区的信号进行最大比合并。建立一种简化的高斯模型,分析比较了在瑞利衰落信道下,最大比合并和选择合并技术对更软切换性能的影响,并得到了误码率表达式。仿真结果表明,基于最大比合并方式的更软切换优于选择合并策略。     

基于卡尔曼滤波的高速铁路时间同步网时间补偿

LTE-R作为下一代高速铁路无线通信系统，保持时间同步对于高速铁路行车安全至关重要。针对现有时间同步方法仅考虑随机噪声，而忽略LTE-R无线信道多径衰落、多普勒频移等对时钟同步过程的影响，导致主从时钟偏移估计不准确的问题，提出一种基于卡尔曼滤波的高速铁路时间同步网时间补偿方法：建立LTE-R下主从时钟之间相位、频率偏移的状态转移方程；构建引入伯努利随机变量的时钟相位、频率偏移观测方程；利用改进的卡尔曼滤波算法得到最优时钟偏移估计值；使用本方法实现对LTE-R时间同步误差的补偿；通过实验仿真，得到LTE-R下信道多径衰落、多普勒频移、信噪比、列车车速等对高速铁路时间同步的影响，并实现对不同高铁运行场景下时间同步偏差的定量分析。结果表明：本方法能够有效消除LTE-R无线信道时钟偏差，与其他补偿方法相比，具有更好的稳定性和鲁棒性。     

大直径盾构隧道全预制结构拼装技术实践

京张高铁清华园隧道是国内首座全预制拼装铁路盾构隧道,包括管片衬砌、轨下箱涵结构及附属结构均实现了工厂化预制,机械化拼装工艺。轨下结构全预制拼装工艺不但加快了施工进度,节约工期,免了大量植筋,提高结构了耐久性,而且还大幅度改善了施工作业环境。介绍轨下全预制结构的设计及施工技术创新应用,通过对现场的拼装错缝统计,分析得出箱涵拼装机无预紧功能,预制件间无螺栓连接、密封材料及施工精度低等因素是产生拼装误差的直接原因。提出采用微膨胀525快硬型硫铝酸盐水泥浆填充预制结构缝隙的改进措施,并采用数值模拟计算分析该方案可靠性与稳定性,结果表明:注浆填充施工误差缝隙后,结构的稳定性及长期运营的安全性均显著提高。     

基于杜芬振子的ZPW-2000轨道电路抗邻线干扰研究

针对既有高铁车站采用单端发码时易受邻线干扰而引起危及行车安全的问题,首先,对国铁集团关于高铁整治文件中采用股道分割增加双端发码功能实现邻线干扰防护的原理进行研究;其次,结合混沌理论在微弱信号解调方面的优势,发现机车在多元嘈杂环境中解调所需移频信号的原理与混沌理论在嘈杂环境中提取有用信号的思想一致.将双耦合杜芬振子系统运...     

长期演进技术在城市轨道交通乘客信息系统中的应用

基于LTE(长期演进)技术车地无线通信,就乘客信息系统的业务,深入讨论了系统覆盖、时钟同步、区间隧道切换、天线模式等方案。并在此基础上,建立了系统测试环境。测试结果表明:LTE无线传输可很好地承载乘客信息系统的各种业务,具有较好的实用价值。     

YPDM-2型移频电码化模块的设计

以LDJLZ-Ⅱ型计算机联锁全电子执行单元为工程背景,实现了该执行单元中的YPDM-2型移频电码化模块的软、硬件设计.YPDM-2型移频电码化模块是将现场既有的移频设备与全电子化执行单元所构成的联锁系统进行数据处理与传输的一个接口设备,能够可靠地实现站内电码化的各项技术要求.     

硬-软互层层厚构造影响隧道围岩开挖损伤研究

研究目的:在实际地质环境中,隧道开挖所表现出来的各种变形破坏都是各种因素综合影响的产物。但顺层构造由于其分层特性和结构形式的特点决定了在这样的地质环境中开挖隧道,其围岩受力之后的变形和破坏具有一定的特殊性。本文以拟建某高铁宝云隧道为例,就硬-软互层顺层构造作用下隧道围岩开挖损伤变形开展数值模拟分析评价,主要研究不同岩层厚度影响下的隧道围岩变形、围岩屈服渐进性及稳定性,并给出强度折减至极限状态时硬-软互层组合隧道的变形破坏模式。研究结论:(1)薄层弯曲变形是不同岩层厚度构造作用下硬-软互层顺层隧道开挖的主要变形形式,厚层围岩虽体现出了较明显的滑移,但变形量值较小,隧道支护设计时应考虑岩层厚度控制的该变形特点;(2)硬软互层组合屈服区主要沿顺层面向软岩展布,层厚越小,屈服范围越大,以0.2 m层厚顺层向屈服区为典型,层厚超过0.4 m后,拱腰顺层面屈服区迅速减小,且随厚度增大,两个方向屈服区不断减小;(3)强度折减条件下,层厚超过1.5 m后,稳定安全系数趋于定值,围岩强度主要受软岩自身控制,受硬-软组合结构影响程度降低;(4)岩层厚度较小时,隧道围岩变形模式以岩层弯曲为主,随岩层厚度的不断增大,变形模式逐渐转变为顺层滑移为主、滑移与弯曲并存;(5)本研究成果对促进该高铁的顺利建设具有理论意义和工程价值。     

高速客运专线GSM-R网络优化技术研究

针对高速客运专线中的GSM-R网络优化技术展开研究,分析了高速环境下影响GSM—R网络性能的主要因素,包括多普勒频移、信道时变加剧以及高速移动对小区切换的影响等。结合武广客运专线的GSM—R网络优化工作,探讨了高速客运专线的GSM—R网络优化技术。     

单载波频域均衡技术用于增强地铁无线通信质量的研究

由于地铁隧道环境的特殊性,存在密集的反射和散射路径,而且列车的运动带来了信号的频移：通过实测数据,分析了地铁信道中的无线电波损耗,小尺度多径传播以及地铁隧道宽带信道统计模型,提出将频域均衡技术应用于地铁信道中,通过循环前缀的运用,频域均衡技术能够有效地抵抗多径带来的码间干扰,而且单载波技术对于多普勒频移敏感程度低于正交频分复用系统,仿真结果表明单载波频域均衡技术能够显著地提升地铁无线通信系统的性能。     

5G高铁专网部署优化策略及应用技术研究

针对高铁运行车速快、无线网络环境复杂、制约5G高铁专网应用的因素较多等问题，探究如何充分利用5G网络优势支撑信息化、智能化高铁发展成为迫切需要。通过分析归纳近年来国内外5G高铁专网技术发展与应用的研究现状，指出该领域的主要研究方向；然后，通过经验总结与理论推导对5G高铁专网SA与NSA(独立组网与非独立组网)部署架构、站址规划选择方法和设备选型策略进行分析并给出指导性建议；接着，对影响5G高铁专网质量的3个主要基础优化方向和原则进行理论分析并特别针对切换问题提出“日”字形切换方案；最后，结合5G高铁专网大带宽、低时延、大连接的特性对3个主要应用领域进行了基本方案设计与概述并说明了其面临的问题和挑战。研究成果解决了我国5G高铁专网部署与应用过程中面临的部分规划、建设、优化及应用方案设计问题，具有一定的借鉴与指导意义。     

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。     

基于高速电力载波的移频轨道电路室外设备监测方案研究

针对移频轨道电路室外设备监测的技术方案及实施进行了深入的研究,并根据移频轨道电路室外设备分布特点提出了一套整体采集和传输方案,为实现移频轨道电路室外设备在线监测以及故障诊断和报警分析提供了依据。     

高速铁路车-地同步定位预测快速越区切换方法

带宽不足和切换频繁是高速铁路现阶段发展宽带移动通信所面临的关键问题。本文基于光载无线电新技术和小区移动的新概念,构建一种可支持高带宽高铁移动通信应用场景的光电联合控制快速越区切换机制,并提出一种与该机制相匹配的车-地同步定位预测越区切换方法。通过在网络仿真软件NS-2下建立高铁通信模型,获得的仿真结果表明,车-地同步定位预测越区切换算法与经典的IEEE 802.11切换算法相比,在网络吞吐量、封包延迟以及丢包率等指标上均有较大幅度的性能提升,有效克服切换时长问题,避免出现严重的切换风暴。     

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...     

模糊理论在CDMA软切换中的应用

传统软切换一般采用常数阈值,若设置过小,则将占用过多的业务信道;设置过大,则软切换减少,掉话率增加。基于此,本文研究了模糊理论在码分多址移动通信系统软切换阈值中的应用及仿真技术。采用模糊软切换,通过剩余业务信道数量(CHrm)及与移动台连接的基站数量(noBS)输入获得软切换阈值,提出了输入T_DROP、CHrm,输出noBS采用三角形隶属函数及利用加权平均公式的解模糊方案。仿真结果表明,模糊软切换比传统软切换更灵活,它依靠系统环境动态地给出软切换阈值,降低了系统的呼叫阻塞率,提高了资源效率。     

厦门地铁上软下硬地层盾构施工引起的地表沉降研究

针对厦门地铁1号线莲坂站~莲花路口站盾构区间隧道工程,通过现场监测和数值模拟,研究在上软下硬地层中过渡区盾构法隧道施工对地表沉降变形规律的影响。研究结果表明:上软下硬地层地表横向沉降受硬层比的影响比较明显,基本上表现为随硬层比增大,地表沉降量整体减小且沉降槽变浅的趋势。其中隧道轴线正上方以及轴线附近监测点的沉降量受硬层比的影响相对于远离隧道轴线的监测点要大;上软下硬地层地表纵向沉降受硬层比的影响主要表现在地表纵向沉降量及开始和结束的位置变化上,随着硬层比的变大,盾构施工对地表纵向沉降量及其影响范围都在缩小;通过研究隧道轴线正上方监测点地表最终沉降值与硬层比的关系,建议将硬层比15%~85%视为开展上软下硬地层地表变形研究的阈值。