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城轨车车直接通信的Q波段收发系统设计与研究
| 论文题名： | 城轨车车直接通信的Q波段收发系统设计与研究 |
| 关键词： | 城市轨道交通;列车对列车通信;毫米波;收发系统;抗多径衰落 |
| 摘要： | V2V（Vehicle-to-Vehicle,车辆对车辆）通信技术与应用是近来交通移动通信领域新兴起的技术。车-车通信是汽车领域车载自组网、智能交通、5G通信的重要组成部分，一直将其作为热点进行研究。城轨领域同样需要T2T（Train-to-Train,列车对列车）通信作为一种应急、冗余技术，来确保特殊情境的列车运行安全，同时T2T通信的控制系统车载化、轨旁设备最少化和通信时延最短化等优势也可得到展现。但是地铁环境中，由于空间的封闭性，电磁波传播时会存在多径效应和波导效应。多径效应的存在会使电磁波衰减严重，关系到城轨的运行安全，需要将接收到的多径信号进行延时和相位调整，有选择的合并，把多径信号转变为有利信号改善信噪比;波导效应的存在会对电磁波的频率有一定选择性，频率越高，波导效应越明显，衰减越小。所以为了提高城轨T2T直接通信的可靠性和安全性，需要开展Rake接收技术和毫米波收发系统研究。本论文的研究重点主要包括： 首先，以城轨隧道T2T通信环境为研究背景，设计T2T通信的通信频段和范围的选择方案，同时斜坡通信距离的计算方案被提出，以得到合适的坡高和斜坡通信距离。根据选定频段，设计Q波段无线通信系统结构，为下面无线通信系统各部分组件的设计奠定基础。根据前期的小尺度衰落分析，将Rake接收技术用于城轨，提高通信质量。 然后，对电磁波斜坡传播的大尺度模型进行改进，加入隧道潮湿环境和湿润隧道壁的影响因子，与通过仿真软件WirelessInsite构建的斜坡隧道Q波段的电波传播模型的仿真结果进行对比。并对隧道天线极化方式、弯曲度、坡度、有无行人、空间大小与电波衰减的关系进行仿真分析。 最后，根据以上的Q波段的无线通信系统结构、大小尺度衰落分析、设计指标要求，通过ADS射频仿真软件，对无线通信系统的部分组件，如：功分器、放大器、混频器等，进行设计与仿真分析。并根据功分器的设计参数制作实物，经调试后，将测试结果与仿真结果进行对比分析，同时，进行无线通信系统的系统级链路仿真。 |
| 作者： | 郑锋贺 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 李茂青;孙建玲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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