本文關(guān)鍵詞：CBTC系統(tǒng)中WLAN干擾分析與優(yōu)化研究

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【摘要】：基于通信的列車運行控制系統(tǒng)(CBTC)已經(jīng)成為近年來全球城市軌道交通信號控制系統(tǒng)中技術(shù)最為先進、應用最為廣泛的一種列車控制系統(tǒng)。CBTC系統(tǒng)主要采用基于IEEE 802.11標準的無線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)進行通信,其工作頻段多為開放的2.4GHz頻段,與外界其他系統(tǒng)公用現(xiàn)象普遍,因此很容易受到外界其他信號的干擾,影響列車正常行駛,因此對CBTC系統(tǒng)中WLAN的干擾進行分析并研究相應的抗干擾措施,對推進CBTC系統(tǒng)可靠性和安全性的發(fā)展具有重要意義。本文首先對CBTC系統(tǒng)的總體架構(gòu)進行介紹,闡述了各組成部分的功能和特點。通過對三種常規(guī)的信號覆蓋方式進行對比,分析了它們各自的優(yōu)劣勢,以此為基礎(chǔ)引出對數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(DCS)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究,該子系統(tǒng)應用ESS網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu),負責車地間實時的雙向通信。然后進一步對CBTC系統(tǒng)的WLAN無線信道劃分機制進行分析,闡述了干擾產(chǎn)生的原因。其次分析了無線電波在空間中的傳播特點,以典型的信號路徑損耗模型為基礎(chǔ),結(jié)合CBTC的實際情況推導出適合CBTC系統(tǒng)的空間傳播模型以及路徑損耗公式,為仿真模型的建立奠定理論基礎(chǔ)。然后對WLAN干擾進行分類,著重分析了同頻干擾和鄰頻干擾,運用MATLAB軟件計算得到信道間干擾的影響因子以及采用不同工作信道對信噪比的影響,在后續(xù)仿真中用于使模型更加貼近實際情況。同時簡述了LTE網(wǎng)絡(luò)干擾和WPAN干擾的特點,分析其對CBTC系統(tǒng)帶來的影響。最后使用OPNET軟件搭建仿真平臺,對實際場景中可能存在的干擾情況進行分析,主要分為地面干擾和車內(nèi)干擾的情況,對幾種統(tǒng)計結(jié)果進行分析比較,得到干擾的影響程度以及采取一定優(yōu)化措施后的效果。通過對數(shù)據(jù)的詳細分析得出當列車發(fā)生切換時更容易受到外界影響并且程度更大;車內(nèi)存在干擾時的影響也遠比地面存在干擾時要大,嚴重時車地通信將中斷,危及行車安全。在此基礎(chǔ)上從網(wǎng)絡(luò)類型、覆蓋方式、干擾類型、通信協(xié)議等角度,提出了多種對CBTC系統(tǒng)進行優(yōu)化的切實可行的方案。
【關(guān)鍵詞】：CBTC WLAN 干擾 優(yōu)化
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U284.48;TN925.93
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 研究背景及意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 CBTC系統(tǒng)應用現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 CBTC系統(tǒng)干擾研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 論文工作內(nèi)容和章節(jié)安排11-13
• 2 CBTC系統(tǒng)的架構(gòu)13-21
• 2.1 典型的CBTC系統(tǒng)13-17
• 2.1.1 天線傳輸方式14-15
• 2.1.2 裂縫波導管覆蓋方式15-16
• 2.1.3 漏纜覆蓋方式16-17
• 2.2 數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)17-18
• 2.3 BSS網(wǎng)絡(luò)與ESS網(wǎng)絡(luò)18-19
• 2.4 WLAN標準19-20
• 2.5 WLAN的干擾影響20-21
• 3 CBTC系統(tǒng)中WLAN干擾分析21-32
• 3.1 無線電波的傳播21-24
• 3.1.1 傳播機制21-22
• 3.1.2 路徑損耗分析22-24
• 3.2 WLAN干擾原因及分類24-29
• 3.2.1 同頻干擾24-26
• 3.2.2 鄰頻干擾26-29
• 3.3 LTE網(wǎng)絡(luò)的干擾29-30
• 3.4 WPAN的干擾30-32
• 4 CBTC系統(tǒng)WLAN干擾仿真32-57
• 4.1 仿真軟件32-35
• 4.1.1 模塊功能32-33
• 4.1.2 管道過程設(shè)定33-35
• 4.2 仿真流程35-40
• 4.2.1 設(shè)置WLAN服務集37
• 4.2.2 設(shè)置運行路徑37-38
• 4.2.3 布置網(wǎng)絡(luò)流量38-39
• 4.2.4 制定用戶檔案39
• 4.2.5 選取統(tǒng)計結(jié)果39-40
• 4.3 場景模擬40-54
• 4.3.1 理想運行場景40-45
• 4.3.2 CBTC內(nèi)部干擾場景45-46
• 4.3.3 CBTC外部干擾場景46-48
• 4.3.4 存在切換的地面干擾場景48-52
• 4.3.5 存在切換的車內(nèi)干擾場景52-54
• 4.4 仿真分析總結(jié)54-55
• 4.5 優(yōu)化方案55-57
• 結(jié)論57-58
• 致謝58-59
• 參考文獻59-60

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：521374