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原文传递 CBTC系统中无线通信的可用性分析

论文题名：	CBTC系统中无线通信的可用性分析
关键词：	铁路信号;列车运行控制;控制技术;可靠性
摘要：	论文分析了列车运行控制对无线通信可靠性、可用性的要求,分析了不同形式的传输差错对列车运行控制安全性及运输效率的影响,并给出相应的消除传输差错影响的策略.论文基于铁路环境下无线信道的特点,建立了CBTC的无线信道模型,分析了主要不利因素:衰落、多普勒频移,对无线通信误码性能产生的影响,并介绍了消除衰落、多普勒频移对信息传递影响的方法.论文基于铁路移动通信网络的特点和列车运行控制的特殊要求,给出CBTC中确定基站覆盖范围的特殊方法.CBTC对铁路线路及附近区域要求100﹪的线覆盖密度,为此,基站边缘覆盖密度需≥90﹪,并采用方向性天线、加装区间电台、中继装置、漏泄电缆等设备,消除线路覆盖的弱场区,保证列车在任何时间、地点与控制中心有可靠的双向通信.为减小切换中断时间对数据传输的影响,需增大基站覆盖范围,延长列车在基站覆盖范围内的驻留时间.由于CBTC的无线通信网络具有链状小区结构,需采用与公网不同的方法确定满足CBTC同道干扰信噪比要求的同频复用比例,根据系统能够划分的频率资源确定小区的信道容量.小区的信道容量、基站的覆盖范围必须满足列车密度的要求.论文分析了CBTC中列车越区切换的特殊性,利用列车速度信息实现接收信号固定空间间隔采样,制订越区切换机制,可以在不同的列车速度下获得很好的越区切换性能.论文给出了CBTC中划分基站覆盖重叠区域的原则:列车以最高线路限速运行,满足切换条件后,经过必要的切换时延并保留一定的裕量,能够在接近基站覆盖边缘位置处完成越区切换.该文提出了一种切换策略,当满足某一预设条件时,如:列车运行至某一位置或接收当前基站信号的平均强度等于接收目标基站信号的平均强度,目标基站划分信道与列车建立链接,列车保持与当前及目标基站的联系直至满足另一预设条件,如:接收目标基站信号的平均强度大于接收当前基站信号的平均强度至指定值,列车切断与原有基站的联系.通过该切换策略,可消除切换中断时间对数据传输的影响,切换过程中列车在两个信道上同时与两个基站通信,实现频率分集、空间分集,提高切换可靠性,降低发生不必要切换和掉线的概率.论文的创新之处有以下几点:1)论文分析了各种形式的传输差错对列车运行控制的影响及影响消除应采取的策略.分析了CBTC中无线信道的特点并建立了CBTC的无线信道模型.2)该文根据铁路移动通信网络的特点和列车运行控制的特殊要求,给出了CBTC中确定基站覆盖范围及基站覆盖重叠区域的方法.分析了CBTC中列车越区切换的特殊性,利用列车位置、速度信息制订切换策略,提高切换性能,并提出了一种切换机制以消除切换中断时间对数据传输的影响.3)论文给出了满足CBTC对信息传递要求的且易于实现的检错、纠错编码方法.4)该文制订了CBTC的信息帧格式、内容、差错控制方式、传输速率、通信周期.
作者：	步兵
专业：	交通信息工程及控制
导师：	汪希时;程荫杭
授予学位：	博士
授予学位单位：	北方交通大学
学位年度：	2001
正文语种：	中文