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基于TD-LTE的城市轨道交通CBTC系统车地无线通信干扰抑制研究
| 论文题名： | 基于TD-LTE的城市轨道交通CBTC系统车地无线通信干扰抑制研究 |
| 关键词： | 城市轨道交通;CBTC系统;车地无线通信;干扰抑制 |
| 摘要： | 基于通信的列车控制CBTC系统作为城市轨道交通首选的信号系统，其车地无线通信技术通常采用工作在2.40Hz公共频段的无线局域网WLAN技术。WLAN无线网络覆盖易受外界干扰的影响，为了解决其干扰源多、无线接入小区覆盖范围小、切换频繁等问题，车地无线通信系统中引入了时分长期演进TD-LTE技术。但是由于城市轨道交通可用频段资源有限，基于TD-LTE的CBTC系统车地无线通信采用同频组网方案，当相邻小区间的用户使用相同的频带资源时，小区间同频干扰较为严重，从而影响边缘用户的通信质量，导致系统性能下降。因此对CBTC系统车地无线通信中TD-LTE同频组网方案下存在的干扰及干扰抑制方案进行分析，提出能够有效抑制干扰的解决方案，从而提升系统的性能，实现列车安全可靠的运行。 首先，通过对不同链路相邻小区间同频隔离度的精确估算，解决相邻小区之间的同频干扰问题。由于利用基于加权最小二乘算法校正的传播路径损耗公式计算隔离度时，其路径损耗偏差较大，算法精度相对较低，因此提出了基于动态粒子群算法的传播模型校正方案。基于动态粒子群算法校正传播模型的思想是在求解空间中随机初始化一组粒子，每个粒子的位置即代表问题的一个潜在解，在搜索过程中，寻找极值点粒子的位置，采用适应度函数对极值点粒子的位置进行评价，位置评价最高的即为最优的一组解。 其次，针对同一链路相邻小区间的同频干扰问题，提出了基于软频率复用的动态频谱分配算法及功率控制的解决方案。由于软频率复用技术在空间尺度上可以提升系统容量，而动态频谱分配技术在时间维度上可以改善频谱利用率，通过结合软频率复用及动态频谱分配达到提高频谱利用率的目的。基于软频率复用的动态频谱分配算法，在充分的频谱感知的基础上，引入非授权用户接入空闲频段时对授权用户必须避让的策略，然后控制调整频段中的信号功率实现同步接入，有效避免相邻小区间的同频干扰。 最后，运用MATLAB工具对基于动态粒子群算法的转播模型校正方案及基于软频率复用的动态频谱分配算法及功率控制方案进行实验仿真，仿真结果表明，本文提出的两种方案合理可行，从纵向和横向两个方面解决了基于TD-LTE的CBTC系统车地无线通信小区间的同频干扰问题，达到了干扰抑制的目的。 |
| 作者： | 徐亚顺 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 刘晓娟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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