當(dāng)前以高速鐵路和城市軌道交通為代表的軌道交通得到了飛速發(fā)展。高速鐵路正在向智能鐵路“Smart Rail Mobility”方向發(fā)展。構(gòu)建超高速率、高可靠低時(shí)延、無(wú)縫的通信連接,實(shí)現(xiàn)地面基礎(chǔ)設(shè)施、列車(chē)、乘客和貨物的廣泛互聯(lián),是實(shí)現(xiàn)智能鐵路的關(guān)鍵因素。而信道特性是無(wú)線通信研究不可或缺的內(nèi)容。本論文針對(duì)軌道交通典型場(chǎng)景(包括高架橋、隧道和列車(chē)車(chē)廂),采用射線追蹤技術(shù),研究電波傳播與無(wú)線信道特性,包括路徑損耗、陰影衰落、多徑和空間色散等,分析MIMO系統(tǒng)性能,為軌道交通場(chǎng)景無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)部署提供建議。本論文的主要內(nèi)容如下:(1)針對(duì)高架橋場(chǎng)景,基于修正的SFNMIMO信道模型,針對(duì)列車(chē)移動(dòng)過(guò)程中不同位置信道特性非平穩(wěn)造成的系統(tǒng)性能差異化的問(wèn)題,分析天線陣列類(lèi)型、陣元間距、旋轉(zhuǎn)角度等因素對(duì)MIMO系統(tǒng)性能的影響機(jī)理,研究提出對(duì)于2天線陣列,垂直鐵軌放置的線性陣列可獲得更好的系統(tǒng)性能,對(duì)于4天線陣列,具有最佳旋轉(zhuǎn)角arctan(l/3)的圓形陣列較優(yōu),相比線性陣列可帶來(lái)9 dB的增益(達(dá)到飽和吞吐量的最低SNR降低9 dB)。(2)針對(duì)隧道場(chǎng)景,基于射線追蹤技術(shù)分析了泄漏電纜覆蓋條件下的電波傳播和無(wú)線信道特性,得出以下結(jié)論:隧道場(chǎng)景中無(wú)線信道基本可認(rèn)為廣義平穩(wěn),且不同隧道橫截面的無(wú)線信道特性較為相似,可采用普適性的信道模型;當(dāng)采用SISO系統(tǒng)時(shí),建議漏纜與車(chē)體同高,保證直射徑的存在,降低損耗和時(shí)延;當(dāng)采用MIMO系統(tǒng)時(shí),平行放置的漏纜間距應(yīng)大于0.6 m。(3)針對(duì)列車(chē)車(chē)廂內(nèi)場(chǎng)景,基于射線追蹤技術(shù)分析了電波傳播和無(wú)線信道特性,提出車(chē)載中繼天線陣列應(yīng)垂直鐵軌方向放置,可實(shí)現(xiàn)較低的空間相關(guān)性,從而提升MIMO系統(tǒng)增益。本論文的研究成果可以為軌道交通場(chǎng)景公網(wǎng)和專(zhuān)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究和實(shí)際網(wǎng)絡(luò)部署提供參考。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TN929.5;U285.2
【部分圖文】：

??地下的方式解決地勢(shì)地形的差異造成的軌道起伏，如圖２－１所示。高架橋的建設(shè)帶??來(lái)了諸多優(yōu)勢(shì)：保證線路的平直，滿足３５０ｋｍ／ｈ以上的行駛速度安全需要；避免??線路沉降，深達(dá)六七十米的粧基可以有效地避免線路沉降造成的行駛顛簸；節(jié)省??土地資源，避免異物侵入界限，實(shí)現(xiàn)橋上行車(chē)，橋下耕作或其他建筑路途。高架??橋通常高出地面十幾米或幾十米，傳播環(huán)境較少遮擋物。但橋面上存在一些散射??物，如鐵軌、排水溝和電線架等，會(huì)造成電波的散射［４６］。??圖２－１高架橋場(chǎng)景??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｖｉａｄｕｃｔ?ｓｃｅｎａｒｉｏ??２．１．２隧道場(chǎng)景??隧道場(chǎng)景是軌道交通場(chǎng)景之一，特別是在市區(qū)和多山巒丘陵地區(qū)。采用泄漏??電纜懸掛在隧道側(cè)壁的方式，均勻開(kāi)槽實(shí)現(xiàn)電波的輻射，如圖２－２所示。隧道建設(shè)??的橫截面通常有矩形、圓形、馬蹄形和拱形

圖２－１高架橋場(chǎng)景??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｖｉａｄｕｃｔ?ｓｃｅｎａｒｉｏ??道場(chǎng)景??景是軌道交通場(chǎng)景之一，特別是在市區(qū)和多山巒丘陵地區(qū)。隧道側(cè)壁的方式，均勻開(kāi)槽實(shí)現(xiàn)電波的輻射，如圖２－２所示。常有矩形、圓形、馬蹄形和拱形，且有單線和雙線兩種類(lèi)型

北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文廂場(chǎng)景??接通過(guò)基站與移動(dòng)終端進(jìn)行通信，車(chē)體的屏蔽造成高達(dá)２０?ｄＢ蓋性能。在列車(chē)頂部安裝外置天線接收基站的信號(hào)，然后通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)，即采用中繼通信方式，可以明顯改善車(chē)廂內(nèi)的信號(hào)能，因此成為當(dāng)前公網(wǎng)ＬＴＥ和５Ｇ等系統(tǒng)極有可能采用的覆蓋方組也將這種覆蓋場(chǎng)景列入高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)景之一。??
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 方旭明;崔亞平;閆莉;宋昊;;高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的演進(jìn)與發(fā)展[J];電子與信息學(xué)報(bào);2015年01期

2 劉留;陶成;邱佳慧;陳后金;;高速鐵路平原場(chǎng)景無(wú)線信道小尺度衰落特征的研究[J];鐵道學(xué)報(bào);2012年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 逯靜輝;高速鐵路無(wú)線信道特性研究[D];北京交通大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 張瑜;高速鐵路寬帶無(wú)線信道特性分析與仿真方法研究[D];北京交通大學(xué);2017年

2 馬占書(shū);高速鐵路高架橋場(chǎng)景下無(wú)線通信信道建模與研究[D];蘭州交通大學(xué);2017年

本文編號(hào)：2893736