论文基于TD-LTE技术的车地无线通信系统设计，本文是关于无线通信相关函授毕业论文范文和基于相关论文写作技巧范文.
白建飞 北京中网华通设计咨询有限公司
【摘 要】 城市轨道交通在运营过程中需要依托先进的通信技术保持调度沟通,随着技术的发展,越来越多的无线通信技术成为了城市轨道交通中的重要通信技术.本文在对城市轨道交通中车地通信进行研究时,提出了先进的 TD-LTE 技术的应用方案.在具体的研究中,针对车地无线通信的要求,分别进行了 TD-LTE 的无线覆盖方式综述和抗干扰模式综述,从而提升车体无线通信能力.
【关键词】 城市轨道交通 车地无线通信 系统设计 抗干扰能力
前言：我国大部分城市轨道交通通信技术建设主要通过wlan 无线局域网、dvb 数字电视传播系统等常见方式来完成,但随着交通需求的增加,技术手段的不断发展,传统的通信技术已经难以应付实时性的带宽要求,其中如 wlan 等无线通信技术还具有运维困难,成本投入巨大的缺陷.因此在目前阶段,开展 TD-LTE 技术的运用,提升车地通信能力,具有建设意义.
一、设定 TD-LTE 无线覆盖方案
1.1 隧道内无线信号覆盖
本文所研究的城市轨道交通,大部分以地下的地铁交通为主,在车地通信中,由于地下的信号环境不够理想,因此也成为轨道交通中的通信难点.在 TD-LTE 技术中,针对地下环境,本文进行了隧道内部的信号覆盖方案设计.在建构通信系统时,需要对轨道交通车站内部的基站 BBU 设备进行设计,其中 BBU 一般需要设置在车站内部的通信设备室之中,用以进行设备通信；而 RRU 则位于隧道壁内部靠近漏缆的位置.在这个位置上,无线信号可以与 RRU 左右两侧漏缆连接,轨道交通在经过地下或隧道时,借助 RRU 的信号覆盖能够实现大面积、长时间的无线信号供应,从而提升信号覆盖强度.
1.2 高架桥场景的无线信号覆盖
在轨道交通运营中,容易经过高架桥等特殊地段,在这类地段之中,受到环境制约,无线信号会出现严重弱化.为了提升 TD-LTE 的应用能力,在进行系统建设时,本文有针对性地对高架桥场景进行了信号覆盖设计.设计的主要思路是将传统信号基站与信号发射天线进行结合.信号发射天线为具有较强信号覆盖能力的定向天线,而在天线双极化的端口中 ［1］ .则通过输入 / 输出信号传输缆线与信号发射基站进行分别连接.在完成连接后,能够实现具有加强信号能力的两个方向的天馈配置,加强高架桥的双网信号覆盖能力.在相关的研究中发现,高增益的双极化天线对于信号有着极强的提升作用,不过相较于传统的普通天线而言,体积较大.适合在高架桥等轨道交通场景中应用.
1.3 车辆段无线信号覆盖
除了上述两种场景之外,在轨道交通的车辆段内,具有顶棚的停车区域,也是无线信号相对薄弱的位置.在以往的经验中,车辆段的无线信号波动明显,难以实现优质、有效的车地通信.因此在进行无线通信系统设计时,本文选用了具有针对性的吸顶天线方式进行定向天线覆盖,从而实现车辆段的信号能力增强.在车辆段内部,顶棚位置增设具有定向射频能力的天线,并通过天线与两端的 LTE-RRU 形成连接,最终完成针对顶棚内部的信号覆盖.
二、车地无线通信系统的 TD-LTE 抗干扰设置
1、同频干扰控制.在无线通信中,轨道交通车辆需要在一定的场景内部进行通信信道的选择,而同频率所进行的信号组网往往收到频段资源以及频段容量的制约,因此在进行 LTE 通信时,往往会受到同频干扰,造成信号传输质量不佳、效率不高.为了解决这一问题,本文在进行系统设计时选用了小区干扰协调技术 ICIC 和干扰抑制合并接收技术 IRC来控制同频干扰.其中,ICIC 算法是通过对车地信号的下行资源进行管理限制,从而使小区信号能够得到动作协调,最终抑制小区间干扰.在具体的使用中,ICIC 需要对资源块的发射功率进行控制,使其接收载干比发生改变,实现数据速率的覆盖；IRC 算法是一种常见的基带解调算法,其主要的技术手段通过对列车反方向的干扰取出,实现对上行干扰的控制.
2、多径干扰控制.在目前的 TD-LTE 技术中,通信系统的核心正交频分复用 OFDM,在 OFDM 的传输中,由于插入方式的特殊可以实现循环前缀对多径干扰的降低,而这一降低控制过程表明 OFDM 符号中的结尾部分可以复制,最终将结尾部分插回符号开始的位置,最终形成前缀循环.这种前缀循环的长度被称为“CP”长度.通过这种信道时延的方式,实现不超过 CP 长度的扩散,从而使子载波能够拥有更强的正交性,避免信号收到时延扩散影响.这种技术方法应用在系统设计中,可以保证 LTE 信号具有更强的抗干扰性.此外,由于多径干扰还收到民用无线信号原指的是 900M 频率,但目前在 3G、4G 中也用使用了 900M 的频段影响,因此在进行系统设计时还需要考虑不同信号系统见的阻塞隔离情况,避免出现信号共用.
结论：综上所述,在城市轨道交通中,轨道交通所处的环境会对车地无线通信产生严重影响,甚至会造成信号传输的时延.在技术研究中,通过搭建通信系统的方式能够增强信号覆盖面积,并实现信号干扰控制,最终实现信号通信能力的提升.
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参考文献：
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