CBTC無(wú)線信道建模及鏈路仿真器研究.pdf

1、基于通信的列車控制系統(tǒng)(Communication Based Train Control，CBTC)采用基于IEEE802.11協(xié)議族的無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)車地雙向通信。由于城市軌道交通的特殊性，其線路主要分布于開闊空間、高架橋和隧道。隧道及開闊空間區(qū)段主要采用無(wú)線自由波的方式進(jìn)行傳輸，而高架橋區(qū)段為了杜絕干擾的影響則采用漏泄波導(dǎo)作為傳輸媒介。隧道中存在大量的反射、散射和折射現(xiàn)象，無(wú)線傳播環(huán)境復(fù)雜，同時(shí)漏泄波導(dǎo)也缺乏統(tǒng)一信道模型予以理

2、論研究。
　　因此，論文對(duì)IEEE802.11g進(jìn)行了鏈路仿真，分別建立了開闊空間、隧道和漏泄波導(dǎo)的信道模型，并將兩者結(jié)合來(lái)仿真分析不同運(yùn)營(yíng)環(huán)境(開闊空間和隧道)及不同傳輸媒介(自由波和漏泄波導(dǎo))的傳輸性能。
　　論文具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)論文首先針對(duì)開闊空間、隧道和漏泄波導(dǎo)三種信道進(jìn)行建模。開闊空間近似為多徑瑞利信道；基于幾何光學(xué)模型和波導(dǎo)模型，并應(yīng)用泊松求和公式，對(duì)隧道進(jìn)行建模；基于磁偶極子等效法，計(jì)算漏泄

3、波導(dǎo)上方任意位置的接收電場(chǎng)強(qiáng)度，最終得到漏泄波導(dǎo)模型。
　　(2)其次，淪文基于Matlab和Simulink，完成基于IEEE802.11g協(xié)議的CBTC車地通信鏈路仿真器的搭建，包括發(fā)送、信道和接收三個(gè)部分。其中，信道部分為開闊空間、隧道和漏泄波導(dǎo)模型，接收部分采用最小二乘法實(shí)現(xiàn)信道估計(jì)。
　　(3)然后，論文對(duì)建立的信道模型和搭建的鏈路仿真器進(jìn)行有效性驗(yàn)證。信道模型通過(guò)接收功率計(jì)算值與實(shí)測(cè)值或其統(tǒng)計(jì)特性的比較進(jìn)行驗(yàn)證；

4、鏈路仿真器則采用仿真誤碼率/誤塊率與理論值或已有的VC++仿真結(jié)果對(duì)比的方法進(jìn)行驗(yàn)證。
　　(4)最后，將經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的開闊空間、隧道及漏泄波導(dǎo)模型導(dǎo)入CBTC鏈路仿真器中，得到不同運(yùn)營(yíng)環(huán)境及不同傳輸媒介的鏈路傳輸性能。
　　結(jié)果表明：采用漏泄波導(dǎo)進(jìn)行傳輸時(shí)的誤塊率，比在隧道或開闊空間中采用自由波傳輸時(shí)低；若都采用自由波傳輸，在開闊空間中傳輸時(shí)的誤塊率比隧道中傳輸時(shí)低。同時(shí)，論文還可為傳輸媒介在實(shí)際運(yùn)營(yíng)環(huán)境中的使用提供指導(dǎo)性建議