铁路LTE-R宽带移动通信系统高速适应性研究
发布时间：2021-03-05 16:11
截至2018年底,中国高铁营业里程达到2.9万公里,列车最高运营时速达到350 km/h。高速铁路的快速发展使得铁路通信业务需求逐渐增加。由于GSM-R窄带通信系统的限制,铁路通信系统亟需向宽带化演进。LTE技术经过公众移动通信网络的长期验证,具备成熟度及稳定性,可以作为铁路下一代移动通信的备选技术制式。将LTE应用于高速铁路场景,对其高速适应性的研究十分重要。本文针对高速条件下LTE-R宽带移动通信系统的性能和业务进行研究,验证LTE-R系统的高速适应性。本文的主要工作如下:（1）对LTE-R宽带移动通信系统的网络架构、物理层帧结构、时频资源结构、物理层关键技术进行介绍,并对LTE-R上下行资源调度过程进行研究。（2）研究了高速铁路无线信道的特征,并结合实测数据建立高速条件下450MHz LTE-R系统的大尺度传播模型并拟合小尺度衰落分布。（3）对高速条件下LTE-R宽带移动通信系统的性能进行测试并对测试结果进行分析。性能研究包括测试不同速度下的LTE-R系统的吞吐量、时延、丢包率,并对比速度对LTE-R系统性能的影响,然后重点分析350km/h匀速运行时吞吐量、时延与RSRP、SI...
【文章来源】：中国铁道科学研究院北京市
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大尺度衰落和小尺度衰落的关系
最终得出与地形和环境因素相关的统计结论。面通过实测数据，对 LTE-R 系统大尺度传播建立模型。实际测试采z 中 心 频 率 信 号 ， 列 车 运 行 速 度 保 持 在 350km/h 。见表 3-1。表 3-1 大尺度衰落测试参数Table 3-1 Large scale fading test parameters参数名称 参数值RRU 发射功率 40WRRU 天线挂高 43m车顶天线挂高 4203mm地形环境因素 平原无弯道，被测 RRU 方向角均打向正对铁路方向下倾角度范围 3°列车行驶速度 350km/h测基站的接收电平变化曲线如图 3-4 所示。将表 3-1 参数代入式（3-10）1），利用最小平方差估计法计算下倾角为 3°时的路径损耗指数n，标准离被测 RRU 1km 处的电平初值 Q (0)，结果见表 3-2。
表 3-2 平原无弯道地形下的大尺度模型参数Table 3-2 Large-scale model parameters in plains without curved terrai参数名称 参数值路径损耗指数n 3.50标准差 3.41距被测基站 1km 处电平初值（ Q (0)）-71.49 dBm采样点数 k 793损耗指数 及电平初值 ，通过式（3-2）给出基站下倾 电波大尺度传播公式：( ) 71.49 35 lg( )iQ i X12）的预测结果与高速条件下的实测数据进行拟合，拟合结中可以看出，LTE-R 基站下倾角为 3°，列车在高速条件结果与模型预测结果基本吻合。
【参考文献】：
期刊论文
[1]LTE-R场强测试系统的实现[J]. 白晓楠,梁轶群,陈松. 铁道通信信号. 2018(03)
[2]发展下一代铁路移动通信系统的探讨[J]. 杨晓燕. 高速铁路技术. 2017(01)
[3]LTE-R无线组网技术研究[J]. 郑新新. 铁道通信信号. 2016(07)
[4]不同制式LTE技术的高铁场景适应性比较研究[J]. 李栋. 铁道工程学报. 2016(07)
[5]多普勒效应对车地通信数据传输质量影响的分析[J]. 陈亚萍. 移动通信. 2016(12)
[6]一种低开销的LTE上行链路信道估计算法[J]. 刘北佳,李伟,宗华,滕光耀. 电视技术. 2014(13)
[7]射频干扰环境下OFDM系统的盲信号干扰噪声比估计[J]. 洪顺利,李有明,金明,王刚. 通信学报. 2014(06)
[8]铁路下一代移动通信系统（LTE-R）技术指标体系研究[J]. 李莉. 铁路通信信号工程技术. 2013(S1)
[9]LTE系统中下行信号质量RSRP测量研究[J]. 董晶. 科技信息. 2012(09)
[10]多输入多输出的比特交织编码调制技术[J]. 杨薇. 天津市经理学院学报. 2011(05)
博士论文
[1]高速铁路GSM-R网络检测/监测数据分析关键技术研究[D]. 邢小琴.中国铁道科学研究院 2014
[2]MIMO-OFDM系统信道估计理论的研究[D]. 才华.吉林大学 2010
硕士论文
[1]面向LTE-R的关键任务通信机制（MCPTT）的研究[D]. 聂宁.北京交通大学 2018
[2]高铁场景下高频频段的多普勒频偏估计算法[D]. 李倩.北京交通大学 2018
[3]LTE-R场强测试方法研究[D]. 魏来.北京交通大学 2017
[4]高速铁路宽带无线信道特性分析与仿真方法研究[D]. 张瑜.北京交通大学 2017
[5]LTE下行基带信号处理研究[D]. 张蒙蒙.天津大学 2017
[6]高速铁路LTE-R同频切换算法研究[D]. 马硕梅.兰州交通大学 2016
[7]基于NS-3的LTE下行资源调度算法研究与仿真[D]. 朱宁.西安电子科技大学 2016
[8]基于NS3的LTE上行调度研究与实现[D]. 张贵昕.西安电子科技大学 2016
[9]LTE-R通信系统可靠性分析与研究[D]. 高志远.北京交通大学 2016
[10]基于SoC的LTE物理层设计与实现[D]. 赵海舜.西安电子科技大学 2015
本文编号：3065482
【文章来源】：中国铁道科学研究院北京市
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大尺度衰落和小尺度衰落的关系
最终得出与地形和环境因素相关的统计结论。面通过实测数据，对 LTE-R 系统大尺度传播建立模型。实际测试采z 中 心 频 率 信 号 ， 列 车 运 行 速 度 保 持 在 350km/h 。见表 3-1。表 3-1 大尺度衰落测试参数Table 3-1 Large scale fading test parameters参数名称 参数值RRU 发射功率 40WRRU 天线挂高 43m车顶天线挂高 4203mm地形环境因素 平原无弯道，被测 RRU 方向角均打向正对铁路方向下倾角度范围 3°列车行驶速度 350km/h测基站的接收电平变化曲线如图 3-4 所示。将表 3-1 参数代入式（3-10）1），利用最小平方差估计法计算下倾角为 3°时的路径损耗指数n，标准离被测 RRU 1km 处的电平初值 Q (0)，结果见表 3-2。
表 3-2 平原无弯道地形下的大尺度模型参数Table 3-2 Large-scale model parameters in plains without curved terrai参数名称 参数值路径损耗指数n 3.50标准差 3.41距被测基站 1km 处电平初值（ Q (0)）-71.49 dBm采样点数 k 793损耗指数 及电平初值 ，通过式（3-2）给出基站下倾 电波大尺度传播公式：( ) 71.49 35 lg( )iQ i X12）的预测结果与高速条件下的实测数据进行拟合，拟合结中可以看出，LTE-R 基站下倾角为 3°，列车在高速条件结果与模型预测结果基本吻合。
【参考文献】：
期刊论文
[1]LTE-R场强测试系统的实现[J]. 白晓楠,梁轶群,陈松. 铁道通信信号. 2018(03)
[2]发展下一代铁路移动通信系统的探讨[J]. 杨晓燕. 高速铁路技术. 2017(01)
[3]LTE-R无线组网技术研究[J]. 郑新新. 铁道通信信号. 2016(07)
[4]不同制式LTE技术的高铁场景适应性比较研究[J]. 李栋. 铁道工程学报. 2016(07)
[5]多普勒效应对车地通信数据传输质量影响的分析[J]. 陈亚萍. 移动通信. 2016(12)
[6]一种低开销的LTE上行链路信道估计算法[J]. 刘北佳,李伟,宗华,滕光耀. 电视技术. 2014(13)
[7]射频干扰环境下OFDM系统的盲信号干扰噪声比估计[J]. 洪顺利,李有明,金明,王刚. 通信学报. 2014(06)
[8]铁路下一代移动通信系统（LTE-R）技术指标体系研究[J]. 李莉. 铁路通信信号工程技术. 2013(S1)
[9]LTE系统中下行信号质量RSRP测量研究[J]. 董晶. 科技信息. 2012(09)
[10]多输入多输出的比特交织编码调制技术[J]. 杨薇. 天津市经理学院学报. 2011(05)
博士论文
[1]高速铁路GSM-R网络检测/监测数据分析关键技术研究[D]. 邢小琴.中国铁道科学研究院 2014
[2]MIMO-OFDM系统信道估计理论的研究[D]. 才华.吉林大学 2010
硕士论文
[1]面向LTE-R的关键任务通信机制（MCPTT）的研究[D]. 聂宁.北京交通大学 2018
[2]高铁场景下高频频段的多普勒频偏估计算法[D]. 李倩.北京交通大学 2018
[3]LTE-R场强测试方法研究[D]. 魏来.北京交通大学 2017
[4]高速铁路宽带无线信道特性分析与仿真方法研究[D]. 张瑜.北京交通大学 2017
[5]LTE下行基带信号处理研究[D]. 张蒙蒙.天津大学 2017
[6]高速铁路LTE-R同频切换算法研究[D]. 马硕梅.兰州交通大学 2016
[7]基于NS-3的LTE下行资源调度算法研究与仿真[D]. 朱宁.西安电子科技大学 2016
[8]基于NS3的LTE上行调度研究与实现[D]. 张贵昕.西安电子科技大学 2016
[9]LTE-R通信系统可靠性分析与研究[D]. 高志远.北京交通大学 2016
[10]基于SoC的LTE物理层设计与实现[D]. 赵海舜.西安电子科技大学 2015
本文编号：3065482
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3065482.html
