随着高速铁路的迅猛发展以及列车速度的不断提高,为确保列车安全高效的运行,高速铁路的运营对铁路移动通信系统的有效性和可靠性提出了更为严格的要求。目前应用的GSM-R(GSM for Railways)窄带通信系统已无法满足包括视频监控、基础设施监测和旅客移动信息服务等在内的未来铁路业务需求,GSM-R向LTE-R(LTE for Raliways)演进已成为一种必然趋势。由于铁路场景下无线信号传播环境、基站覆盖方式和用户设备移动速度的特殊性,LTE-R系统不完全等同于公网LTE系统,在实际部署之前,需要开展实际环境中的测试工作。根据对测试结果的分析,合理的进行无线网络规划和优化,以实现车地间铁路业务信息高效可靠传输、列车安全稳定运行的目标。本文主要研究在实际工程建设中LTE-R系统基站部署策略,提出合理的小区半径建议以满足铁路业务服务质量需求。基于上述研究目标,首先在京沈客专试验段开展了高速铁路场景下LTE-R系统的实际测试工作,主要测试了从沈阳西站到乌兰木图站试验段全程的LTE-R网络覆盖性能,同时又进行了系统服务质量测试,对LTE-R系统的吞吐量、传输时延和丢包率进行了测量。基于测试采集到的两类分别反映网络覆盖质量与系统服务质量的数据,以及测试过程中出现的系统外弓网离线干扰问题,本论文的主要工作如下:(1)在LTE-R系统性能测试的基础上,根据实测数据,研究了 LTE-R网络覆盖质量与系统服务质量之间的关系,给出了满足铁路业务服务质量需求的覆盖方案。首先利用数据挖掘中统计和分析的方法提取了反映网络覆盖质量的关键指标,并建立了网络覆盖质量与服务质量之间的关系模型以及路径损耗模型,结合分析铁路业务流量模型给出了合理的小区半径。其次,对LTE-R系统上行和下行链路进行了链路预算,并结合路径损耗模型从另一种角度给出小区半径。综合以上两种方法提出了满足铁路业务需求的450MHz频段LTE-R的覆盖方案建议。(2)针对测试过程中出现的系统外弓网离线干扰问题进行了理论分析和实验室测试研究。首先分析了电气化铁路系统中弓网离线噪声产生机理,对干扰源进行了分析建模以及时域和频域仿真,证明了该噪声频谱覆盖了 450～470MHz频段,会对LTE-R系统产生干扰。并从理论上分析了该干扰不会对LTE-R系统可用性造成影响,但会给系统性能造成损失。最后搭建了实验室干扰测试系统,测量了不同强度干扰对不同覆盖质量下系统服务质量的影响。根据干扰影响测试结果,通过理论分析结合京沈客专试验段电波传播测量数据,研究了可以降低系统外干扰对系统承载业务影响的LTE-R覆盖场强要求,以及LTE-R系统的基站部署策略。
【学位单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN929.5;U285
【部分图文】：
ILI下.R网络架构
一R名RP计算方法
图２－３?ＲＳＳＩ计算方法??Ｆｉｇｕｒｅ?２－３?ＲＳＳＩ?ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄ??
【参考文献】
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本文编号：
2884753
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