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CBTC系统中WLAN干扰分析与优化研究
| 论文题名： | CBTC系统中WLAN干扰分析与优化研究 |
| 关键词： | 列车运行控制系统;无线局域网络;可靠性;安全性;空间传播模型 |
| 摘要： | 基于通信的列车运行控制系统(CBTC)已经成为近年来全球城市轨道交通信号控制系统中技术最为先进、应用最为广泛的一种列车控制系统。CBTC系统主要采用基于IEEE802.11标准的无线局域网络(WLAN)进行通信，其工作频段多为开放的2.4GHz频段，与外界其他系统公用现象普遍，因此很容易受到外界其他信号的干扰，影响列车正常行驶，因此对CBTC系统中WLAN的干扰进行分析并研究相应的抗干扰措施，对推进CBTC系统可靠性和安全性的发展具有重要意义。 本文首先对CBTC系统的总体架构进行介绍，阐述了各组成部分的功能和特点。通过对三种常规的信号覆盖方式进行对比，分析了它们各自的优劣势，以此为基础引出对数据通信系统(DCS)内部结构的研究，该子系统应用ESS网络拓扑结构，负责车地间实时的双向通信。然后进一步对CBTC系统的WLAN无线信道划分机制进行分析，阐述了干扰产生的原因。 其次分析了无线电波在空间中的传播特点，以典型的信号路径损耗模型为基础，结合CBTC的实际情况推导出适合CBTC系统的空间传播模型以及路径损耗公式，为仿真模型的建立奠定理论基础。然后对WLAN干扰进行分类，着重分析了同频干扰和邻频干扰，运用MATLAB软件计算得到信道间干扰的影响因子以及采用不同工作信道对信噪比的影响，在后续仿真中用于使模型更加贴近实际情况。同时简述了LTE网络干扰和WPAN干扰的特点，分析其对CBTC系统带来的影响。 最后使用OPNET软件搭建仿真平台，对实际场景中可能存在的干扰情况进行分析，主要分为地面干扰和车内干扰的情况，对几种统计结果进行分析比较，得到干扰的影响程度以及采取一定优化措施后的效果。通过对数据的详细分析得出当列车发生切换时更容易受到外界影响并且程度更大；车内存在干扰时的影响也远比地面存在干扰时要大，严重时车地通信将中断，危及行车安全。在此基础上从网络类型、覆盖方式、干扰类型、通信协议等角度，提出了多种对CBTC系统进行优化的切实可行的方案。 |
| 作者： | 陈禹霖 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 郑玉甫;杨永东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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