本文關鍵詞：基于專用頻率的CBTC車地無線通信系統(tǒng)及車載電臺設計

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【摘要】：為了緩解城市道路日漸擁擠的情況,我國的城市軌道交通建設不斷加速。截至2013年底,全國共有19個城市建成軌道交通線路87條,運營里程達到2539公里。如此龐大的軌道交通系統(tǒng),必須有可靠的列車控制系統(tǒng)來保證列車的高效調(diào)度和行駛安全。CBTC (Communications Based Train Control,基于通信的列車控制)系統(tǒng)憑借不依賴于軌道電路和連續(xù)、高容量的雙向車地無線通信等特點成為目前城市軌道交通列車控制系統(tǒng)中應用最廣泛的技術�，F(xiàn)有的CBTC系統(tǒng)中普遍采用基于IEEE802.11系列標準的WLAN作為車地無線通信的技術。但是由于WLAN工作在面向公眾開放的ISM頻段,隨著該頻段上便攜式無線通信設備的增加,CBTC系統(tǒng)不可避免地會受到潛在干擾。在上海市科學技術委員會的支持下,上海申通地鐵集團有限公司聯(lián)合上海厚澤等單位開展了針對新一代基于專用頻率的CBTC車地無線通信系統(tǒng)的探索和研究工作,該系統(tǒng)采用具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的McWiLL作為無線通信的技術。本文作者協(xié)助上海厚澤和上海申通完成了車地無線通信系統(tǒng)的設計,并獨立完成了系統(tǒng)中專用車載電臺的設計與實現(xiàn),包括硬件電路和軟件的設計、調(diào)試。之后,在實驗室搭建模擬測試環(huán)境對車載電臺的性能進行了測試,并協(xié)助完成了車地無線通信系統(tǒng)在張江地鐵實訓線的測試工作。測試結(jié)果表明,系統(tǒng)設計方案可行,車載電臺的性能達到設計要求。本文的研究成果可以為新一代CBTC車地無線通信系統(tǒng)的研究提供一些參考和啟示。
【關鍵詞】：CBTC 專用頻率 McWiLL 車載電臺 電路設計
【學位授予單位】：華東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN92
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 課題來源10
• 1.2 研究背景10-12
• 1.3 研究目的和意義12-13
• 1.4 本文的主要工作與創(chuàng)新點13-14
• 1.5 本文的結(jié)構(gòu)安排14-15
• 第二章 基于專用頻率的CBTC車地無線通信系統(tǒng)設計方案15-25
• 2.1 CBTC對車地無線通信系統(tǒng)的需求分析15-16
• 2.1.1 基本通信指標需求15
• 2.1.2 在實際工作經(jīng)驗中得出的關鍵需求15-16
• 2.2 基于漏泄電纜的車地無線通信系統(tǒng)架構(gòu)16-18
• 2.3 專用頻率資源的申請18-19
• 2.4 McWiLL技術概述19-22
• 2.4.1 McWiLL的關鍵技術20-21
• 2.4.2 McWiLL的安全機制21-22
• 2.5 車地無線通信系統(tǒng)設計22-24
• 2.5.1 系統(tǒng)組成22-23
• 2.5.2 系統(tǒng)容量23-24
• 2.5.3 系統(tǒng)組網(wǎng)方案24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 第三章 車載電臺的設計與實現(xiàn)25-61
• 3.1 總體設計方案25-26
• 3.2 故障導向安全機制設計26-27
• 3.3 硬件框圖27
• 3.4 硬件模塊設計27-41
• 3.4.1 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)交換模塊28-29
• 3.4.2 McWiLL無線通信模塊29-31
• 3.4.3 控制及監(jiān)測模塊31-32
• 3.4.4 CBTC數(shù)據(jù)處理及存儲模塊32-36
• 3.4.5 電源模塊36-41
• 3.5 硬件仿真和PCB設計41-44
• 3.5.1 DDR2后仿真41-42
• 3.5.2 疊層結(jié)構(gòu)和阻抗控制42-44
• 3.5.3 PCB版圖44
• 3.6 硬件調(diào)試與分析44-47
• 3.7 軟件架構(gòu)47-49
• 3.8 軟件模塊設計49-60
• 3.8.1 初始化配置49-50
• 3.8.2 開機自檢功能50-51
• 3.8.3 CBTC數(shù)據(jù)處理和存儲模塊51-56
• 3.8.4 車載電臺工作狀態(tài)監(jiān)測和LCD顯示56-58
• 3.8.5 車載電臺工作狀態(tài)數(shù)據(jù)上傳58
• 3.8.6 故障導向安全機制實現(xiàn)58-60
• 3.9 本章小結(jié)60-61
• 第四章 基于專用頻率的CBTC車地無線通信系統(tǒng)性能測試61-69
• 4.1 實驗室測試系統(tǒng)介紹61-64
• 4.2 實驗室測試內(nèi)容及結(jié)果64-66
• 4.3 張江地鐵實訓線介紹66-67
• 4.4 張江地鐵實訓線測試內(nèi)容及結(jié)果67-68
• 4.5 本章小結(jié)68-69
• 第五章 總結(jié)與展望69-71
• 5.1 主要工作與總結(jié)69-70
• 5.2 未來工作的展望70-71
• 參考文獻71-73
• 攻讀碩士學位期間的學術成果73-74
• 致謝74

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