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LTE-R铁路站场地区无线网络规划研究
| 论文题名： | LTE-R铁路站场地区无线网络规划研究 |
| 关键词： | 铁路站场地区;无线网络规划;无缝全覆盖;频率规划;遗传算法 |
| 摘要： | 随着高速铁路的持续快速发展，目前铁路通信普遍采用的第二代移动通信系统GSM-R系统已经不能满足铁路上日益增长的业务需求，因此GSM-R移动通信系统需要向LTE-R移动通信系统演进。同时，我国铁路站场地区存在无线网络规划不合理现象，网络覆盖具有盲点和弱点，需要后期新建基站补盲，耗费了大量的建设成本;并且，由于频率规划不合理导致基站间同频干扰现象严重，威胁了铁路业务的安全有效传输。 在无线网络规划过程中，基站部署及频率规划是至关重要的两个问题，它们将直接影响到整个无线网络的覆盖及规划效果。因此，上述两个问题一直是国内外学者的研究重点。针对基站部署问题，多数研究工作均围绕公网移动通信系统展开，由于公网移动通信系统业务级别的差异，部分区域内业务需求低、需求量小，无需通过宏基站保证全功率覆盖，所以，在公网基站部署问题的研究中，多数的规划覆盖目标为实现百分比覆盖达标即可，无法保证对待规划区域实现无缝全覆盖。即使实现全覆盖也大多是直接采取过功率大范围的覆盖方式，牺牲了功率资源。同时，由于待规划区域的地形复杂、形状多样，使得对待规划区域的模型刻画十分困难。因此，目前鲜有研究可以对待覆盖区域进行准确的数学建模并在全覆盖需求与能量有效性之间寻求平衡解。同时，针对基站间同频干扰严重的问题，多数研究工作均围绕公网移动通信系统展开，在铁路站场地区适用性较差。并且针对公网移动通信系统频率规划问题提出的遗传算法收敛效果不甚理想。 本文研究工作主要围绕LTE-R铁路站场地区无线网络规划工作展开，重点研究基于LTE-R网络架构的铁路站场地区分布式基站部署方案及基于异频组网的具有铁路站场地区适用性的遗传算法频率规划方案。针对基站部署问题，本文建立分布式基站部署问题数学模型，提出以最大化能量有效性为目标的优化问题，并利用线性近似法、S-Procedure、SDR等优化方法进行求解，最后利用仿真工具仿真了算法的求解过程，得出了最优解。针对频率规划问题，本文建立了基于铁路应用场景的遗传算法频率分配模型，并对遗传算法中的初始化方法及选择与交叉过程进行了改进，提升了原有遗传算法的收敛速度。在最后仿真部分得出了频率规划的方案及收敛效果。 |
| 作者： | 张炳淑 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 朱刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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