高速铁路环境下GSM-R无线覆盖规划的研究--《北京交通大学》2009年硕士论文
高速铁路环境下GSM-R无线覆盖规划的研究
【摘要】：
高速铁路的蓬勃发展给GSM-R带来了新的机遇,但同时高速铁路的高可靠性要求对作为列控信息承载平台的GSM-R无线通信系统提出了严峻挑战。无线接入部分是GSM-R系统中的薄弱环节,因此无线部分的可靠性将决定整个系统的可靠性。同时,列车的高速运动会导致频繁的越区切换,严重影响列控通信业务的安全,需要对GSM-R系统进行合理的无线规划,以保证通信的持续性和可靠性。
本文针对高速铁路的情况,分析对比了不同无线冗余覆盖方式的优劣。从满足列控需求的角度,对小区覆盖和基站间距进行了规划,并对列车速度与重叠区的关系进行了深入分析和仿真。
针对在高速铁路中广泛应用的三种无线冗余覆盖方案进行了深入分析,就不同方式的系统可靠性、容灾性、频率利用效率、抗干扰能力和对越区切换的影响进行了对比,为工程设计中无线冗余方案的选择提供了理论依据。
利用Hata模型对高速线路下的几种典型坏境进行了路径损耗建模。从满足列控通信电平覆盖需求出发,得出了不同基站天线高度时的小区覆盖半径。在此基础上,推导出了重叠区长度计算公式,并重点研究了列车速度、切换带长度、切换容限和切换时间对重叠区长度的影响,进行了性能仿真。计算出满足不同最高设计时速时的重叠区长度,将之与根据载干比需求得出的结果进行对比,表明前者在载干比性能上更佳。最后,对基站间距进行规划,并与列控通信无干扰周期指标所要求的最小基站间距对比,得出中小城市环境不适宜开行高速列车的结论。
【关键词】：
【学位授予单位】：北京交通大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2009【分类号】：TN929.532【目录】：
中文摘要6-7
ABSTRACT7-8
图表目录11-14
1 引言14-22
1.1 课题背景14-18
1.1.1 国外高速铁路的发展14-15
1.1.2 国内高速铁路的发展15-16
1.1.3 GSM-R在高速铁路中的应用16-18
1.1.4 GSM-R无线网络规划18
1.2 论文研究意义18-19
1.3 论文主要工作与结构19-22
2 高速对GSM-R无线网络的影响22-34
2.1 高速环境下无线通信的特点22-24
2.1.1 多普勒效应22
2.1.2 快速切换22
2.1.3 无线覆盖22-23
2.1.4 高衰耗23
2.1.5 无线信道特征23-24
2.2 多普勒频移效应24-27
2.2.1 多普勒频移数学模型24-25
2.2.2 多普勒效应的应对措施25-27
2.3 高速移动对GSM-R网络的影响27-30
2.3.1 对无线网络规划的影响27-28
2.3.2 对小区重选和越区切换的影响28-30
2.3.3 对误码率的影响30
2.3.4 对GSM-R网络同步性能的影响30
2.4 高速列控对GSM-R系统的要求30-34
3 高速环境下的无线冗余覆盖34-50
3.1 无线子系统冗余覆盖方案34-36
3.1.1 单层交织冗余覆盖35
3.1.2 同站址双层覆盖35-36
3.1.3 交织双层覆盖36
3.2 不同冗余方案的频率分配36-42
3.2.1 规划原则37-38
3.2.2 同频复用距离38-40
3.2.3 不同方案的频率分配40-42
3.3 不同冗余方案的对比42-48
3.3.1 无线子系统可靠性42-44
3.3.2 系统容灾能力44
3.3.3 频率复用度44-46
3.3.4 抗干扰能力46-47
3.3.5 对越区切换的影响47-48
3.3.6 工程造价48
3.4 结论48-50
4 高速环境下的小区规划50-80
4.1 小区类型50-51
4.1.1 宏小区50-51
4.1.2 小区51
4.1.3 微小区51
4.2 路径损耗51-55
4.2.1 常用传播模型51-53
4.2.2 路径损耗建模53-54
4.2.3 路径损耗计算54-55
4.3 小区覆盖规划55-57
4.4 重叠区规划57-75
4.4.1 重叠区定义57-58
4.4.2 列车速度与重叠区长度关系58-59
4.4.3 决定重叠区长度的因素59-69
4.4.4 依据载干比计算重叠区长度69-75
4.5 基站间距规划75-80
4.5.1 列控Qos指标对最小基站间距的限定75-76
4.5.2 不同环境下的基站间距76-80
5 结论与展望80-82
5.1 结论80-81
5.2 展望81-82
参考文献82-84
作者简历84-88
学位论文数据集88
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高速铁路无线网络覆盖设备浅析　 来源：　 作者：烽火科技 余义威目前我国高速铁路进入快速发展阶段，到2012年，我国将建成客运专线42条，总里程1.3万km，其中时速250km的线路有5000km，时速350km的线路有8000km。近年来部分路段高速铁路已正式运营，有越来越多的人选择乘坐高铁出行。随着中国高速铁路进入一个快速发展的时期，如何在高速铁路中优化无线信号，更好的方便于大众、服务于大众，成为国内相关产业链上有识之士需要认真思考的问题。
而作为中国无线通信设备的主要设备供货商- 烽火科技o武汉虹信通信技术有限责任公司，身先士卒，采用创新、优质的数字直放站产品（XRRU）服务于中国高铁，对京沪高铁沧州段，浙江甬台温高铁、温福铁路等进行覆盖。
从某种意义上来看，电信运营商数字产品和高铁处于共同的历史发展阶段，都处于发展的初期，并面临重大的发展机遇。如何根据高铁建设与运营的发展历程，以科学发展观为指导，建设针对高铁的通信网络，是现阶段电信运营商网络规划的重要任务之一。高速铁路覆盖的特点是速度高、穿透损耗大、切换频繁，这也对移动通信网络提出了更高的要求。
现阶段高速铁路无线网络覆盖主要由以下三种覆盖解决方式：
1、基站专网覆盖：采用宏蜂窝基站覆盖高速铁路，并构成专网；
2、现网调整覆盖：通过对现网基站的调整，增强信号覆盖。现网基站同时覆盖铁路和周边用户；
3、光纤XRRU专网覆盖：采用光纤XRRU远端覆盖高速铁路，并构成专网。
现在针对以上的三种覆盖解决方式进行分析对比，以此来确定目前高铁无线网络最优化的解决方案：
根据对高速铁路的分析，我们认为光纤XRRU专网覆盖方式更适合高速铁路覆盖。专网形成虚拟的独立网络，使用独立的载频资源。
o专网覆盖要求专网信号只覆盖铁路，不覆盖周边区域，要求对信号有很好的控制，尽量避免对外围区域的泄露；
o专网形成虚拟的独立网络，只在车站区域设置与大网的出入口，铁路覆盖区不设大网邻区，减少列车运行过程中切换和重选次数；
o专网覆盖完全不吸收大网业务，只吸收列车上的业务；
o专网覆盖使用专用的载频资源，要避免与大网形成同步干扰；
o采用XRRU系统，以其级联组网方式，保证高铁覆盖的连续性。
专网覆盖优缺点
1、专网覆盖的优点
专网只有唯一的重选切换序列，信号更简洁，重选和切换更顺畅，因此专网能更好地满足列车提速；
专网完全不吸收大网业务，因此只需要配置较少量的载波，频率设计也较容易。
2、专网覆盖的缺点
专网只在车站设有与大网的出入口，如果在车站不能进入专网小区，则在列车运行期间手机将很难进入专网，造成长时间质差的问题；
专网对覆盖质量要求更高，如果手机在专网中一旦脱离专网，将很难重新进入专网，造成长时间质差；
如果铁路外围用户选择了专网信号，那么用户离开铁路覆盖范围时，由于专网没有大网相邻关系，用户会出现脱网和掉话现象。
GRRU专网覆盖方案
根据高速铁路沿线纵深长、覆盖距离远的情况，GRRU系统支持串、并联的组网方式，可进行远距离的覆盖，并且组网方式灵活多样，十分适用于这种场景。
关键词：烽火科技 高速铁路 GRRU XRRU 1【安庆饭前一扒】无票出行 无线覆盖 安庆高铁站还有哪些惊喜等着你-安庆网络广播电视
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【安庆饭前一扒】无票出行 无线覆盖 安庆高铁站还有哪些惊喜等着你
安庆网络广播电视
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客运人员在黄色警戒线上列队迎接列车的到来10月15日，宁安高铁进入空载试运行阶段，由高速动车组列车按试验阶段的列车时刻表来行车，计划为期一个月。此阶段，列车不载客，将组织按图运行试验、故障模拟、应急救援演练等，沿途车站客运人员与高铁列车乘务人员等都会处于正式工作状态。“铁姐”变“高姐”服务大提升15号下午2点30分左右，当一辆空载试运行动车组缓缓驶进安庆站的时候，站台上客运人员都在黄色警戒线上列队迎接，车辆停靠后，站台上就响起提醒旅客的广播声，当车门打开后，客运人员各就各位准备组织旅客下车……认真规范的一系列工作流程，不禁让人觉得这不像是在模拟运行，似乎真有乘客在下车。毕业于哈尔滨工业大学的彭晨，去年经过招聘分配到安庆火车站工作，担任客运安全员。随着宁安高铁的即将开通，她们这些“铁姐”将变身为“高姐”。在动车停车间隙，她向记者介绍，虽然都知道车上并没有人，但是大家依然按照工作流程一丝不苟的完成各个环节，一切都是按照火车正式运营时的工作状态进行。彭晨说，高铁与普速列车有很多不同，为了迎接宁安高铁的开通，他们前期在无锡培训基地进行了集中培训，学员不仅要学习高铁服务礼仪、上下乘客服务技能，掌握高铁新规章、新技术、新设备的运用，还要具备动车组非正常情况下的应急处置能力。除了在基地的集中培训外，回到安庆后又参加了电气化安全知识强化培训，就是特别强调安全运行这一块。说到培训后自身有什么变化，彭晨说，最直观的感受就是着装和精神面貌的变化，同时，各方面的业务要求就更严格了。每辆动车的运行，需要全线人员和多部门的密切配合，才能合力把列车开起来，这次的空载试运行，虽然没有乘客，但是也是一个人员和车组进行磨合的绝好机会，可以发现工作中的不足，所以他们也是以饱满的精神认真对待每一辆车的到来。高铁环境下无线通信的特点及覆盖方案_论文_百度文库
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