论文部分内容阅读
近年来，国内正在大力发展基于通信的列车运行控制(Communication-BasedTrain Control，CBTC)系统，车地无线通信系统作为CBTC系统的基础，用于承载车地信息的双向传输，也需要不断更新发展。目前，城市轨道交通大多采用基于WLAN（Wireless Local Area Network，无线局域网）的CBTC系统，随着城市轨道交通业务的不断拓展，现有的WLAN通信技术已经无法满足城市轨道交通发展的需求。基于LTE无线通信技术的LTE-M逐渐成为替代WLAN作为城市轨道交通车地通信系统的焦点。北京地铁燕房线是国内首次应用基于LTE-M的车地通信系统的地铁线路，为提高信号的抗干扰能力、减小信号的传输损耗，燕房线采用漏泄同轴电缆实现轨旁信号的覆盖。由于漏泄同轴电缆的传输信道和自由空间的传输信道大有不同，且LTE作为新兴的通信技术引入城市轨道交通中，缺乏网络规划经验，需要确定其传输信道模型为燕房线建设期间的网络规划提供指导作用。 本研究主要内容包括：⑴针对LTE信号的特点，结合高速行驶环境下场强测试的要点，设计一套基于LTE-M的场强测试系统。⑵于铁科院东郊分院环形轨道试验线采集漏泄同轴电缆辐射场强数据，利用该数据对试验段车地无线通信信道进行建模。使用Lee氏定律[22]、多项式拟合等统计方法对试验段漏泄电缆的路径损耗（大尺度特性）进行建模;随后使用AIC(AICc)判决确定试验段小尺度衰落服从的分布模型，为试验段建立完整的车地无线信道模型。⑶利用所得的无线信道模型，对试验段切换性能进行分析，并提出一种基于无线信道模型预测的切换算法，以降低多径衰落对切换性能的影响，减少乒乓切换次数，优化试验段切换性能。⑷结果表明:试验段漏泄同轴电缆的传输损耗随传输距离的增加而线性增大，试验段全线传输损耗系数可视为一致，取均值大小为0.0426 dBm/m;试验段漏泄电缆的小尺度衰落分布模型为Log-normal分布，模型中参数μ和σ的大小也和传输距离有关。最后，对本文提出的切换算法性能进行仿真，并对比传统切换算法和平滑滤波算法。结果表明:本文提出的切换算法能够更好地消除多径衰落的影响，减少乒乓切换的发生。