基于ROF技術(shù)的高速鐵路客車無線接入網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建研究.pdf

1、高鐵無線通信網(wǎng)絡(luò)，有效地改進了高速移動環(huán)境下通話質(zhì)量下降、容易掉話、數(shù)據(jù)速率嚴重下降等通信質(zhì)量問題，促進了高鐵信息化和通信高速化的發(fā)展，滿足了人們在高速移動環(huán)境中對無線通信網(wǎng)絡(luò)的需求，使無線通信走進了高鐵列車，開辟了新的市場。
　　ROF（光載無線通信，radio-over-fiber）技術(shù)是無線通信與光纖通信結(jié)合的產(chǎn)物，具有無線通信和光纖通信的優(yōu)勢。ROF系統(tǒng)中運用光纖作為基站與中心站之間的傳輸鏈路，直接利用光載波來傳輸射頻信號

2、。光纖僅起到傳輸?shù)淖饔?，交換、控制和信號的再生都集中在中心站，基站僅實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。把復(fù)雜昂貴的設(shè)備集中到中心站點，讓多個遠端基站共享這些設(shè)備，減少基站的功耗和成本。高鐵通信與傳統(tǒng)通信不同之處主要表現(xiàn)在：針對對象、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、建設(shè)基站地理環(huán)境等。自由空間傳播模型是一種理想環(huán)境下的通用模型；Okumura-Hata模型適用于頻率為150~1000MHz的網(wǎng)絡(luò)；COST123-Hata模型適用于1500~2000MHz頻段、基站高度高于周圍建筑

3、物的大/小宏蜂窩環(huán)境；Keenan-Motley模型適用于室內(nèi)環(huán)境。
　　多普勒效應(yīng)、頻繁的小區(qū)切換、嚴重的車體穿透損耗、高鐵沿線特殊環(huán)境下建設(shè)基站困難等因素都會造成高鐵無線接入網(wǎng)絡(luò)存在弱覆蓋區(qū)域，甚至盲區(qū)。通過對這幾種影響因素進行分析研究，提出了使用低頻段頻率和AFC算法、“移動小區(qū)”原理、列車中繼天線以及電磁波傳播特性這幾種關(guān)鍵技術(shù)分別解決多普勒效應(yīng)、頻繁的小區(qū)切換、嚴重的車體穿透損耗、高鐵沿線特殊路段建設(shè)基站困難四種主要困難

4、問題。
　　高鐵無線接入網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建主要分四個環(huán)節(jié)完成，第一，規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)類型，其中包括確定目標和思路、規(guī)劃頻率、規(guī)劃市區(qū)和市區(qū)外網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)；第二，規(guī)劃設(shè)計基站的站址，其中分基站與基站之間距離的橫向規(guī)劃和基站與鐵軌距離的縱向規(guī)劃；第三，單基站的規(guī)劃設(shè)計，其中包括基站類型的設(shè)計、設(shè)備的選擇以及設(shè)備參數(shù)的設(shè)計；第四，列車上的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，其中包括車廂網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建原理和組網(wǎng)方式。
　　結(jié)合京福高鐵銅陵段具體工程，從覆蓋目標、經(jīng)濟、技術(shù)三

5、個方面進行了可行性分析。根據(jù)設(shè)計流程規(guī)劃了京福高鐵銅陵段的基站站址，從設(shè)備的選擇和相應(yīng)的參數(shù)設(shè)計兩個方面進行了基站設(shè)計。通過基站機房和天饋兩方面施工，將理論設(shè)計與工程施工進行結(jié)合。從覆蓋率、RSRP（參考信號接收功率，Reference Signal Receiving Power）、SINR（信號與干擾加噪聲比，Signal to Interference plus Noise Ratio）以及系統(tǒng)安全性四個方面對工程項目的成果進行了