高速鐵路專用無(wú)線通信頻帶內(nèi)干擾建模研究.pdf

1、高速鐵路系統(tǒng)在當(dāng)今運(yùn)輸系統(tǒng)中扮演著極其重要的角色。對(duì)于鐵路系統(tǒng)而言，無(wú)線通信承擔(dān)了列車與地面控制臺(tái)以及列車內(nèi)部各個(gè)設(shè)備之間的信息交換的工作。兩者在列車的控制和調(diào)度方面起到了決定性的作用，直接影響高速鐵路系統(tǒng)的安全性，所以高速鐵路環(huán)境下無(wú)線信道的質(zhì)量對(duì)列車的安全行駛和乘客的出行體驗(yàn)都起到了重要作用。數(shù)據(jù)挖掘能夠從海量的、有缺失的、有噪聲的、隨機(jī)的、真實(shí)的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中提取處有用的知識(shí)。本文針對(duì)影響高速鐵路無(wú)線通信性能的兩個(gè)主

2、要因素，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘手段分析高速鐵路無(wú)線信道以及無(wú)線通信頻帶內(nèi)干擾的數(shù)據(jù)特征，將高速鐵路無(wú)線信道建模與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)結(jié)合在一起，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘手段來(lái)分析高速鐵路無(wú)線信道的數(shù)據(jù)，并從中提取出有用的信息，使高速鐵路無(wú)線通信系統(tǒng)模型更加完整。
　　本文的主要工作包括以下內(nèi)容:首先介紹了數(shù)據(jù)挖掘和高速鐵路無(wú)線通信的研究背景和意義，以及兩者之間的聯(lián)系。然后從基本理論方面介紹了移動(dòng)無(wú)線信道的傳播特性，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，還有在數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與信道模型和帶

3、內(nèi)干擾分析的關(guān)系。接著對(duì)多徑衰落信道模型仿真來(lái)探索無(wú)線信道測(cè)量方案并驗(yàn)證方案的可行性，分析了不同信道參數(shù)對(duì)多徑衰落信道的時(shí)域響應(yīng)的影響。之后用無(wú)線信道的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量了高速鐵路無(wú)線信道數(shù)據(jù)以及無(wú)線通信頻帶內(nèi)干擾數(shù)據(jù)。并且基于高鐵無(wú)線信道的測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)據(jù)挖掘。最后分析了無(wú)線通信頻帶內(nèi)干擾的數(shù)據(jù)特征，對(duì)接收信號(hào)的時(shí)域數(shù)據(jù)進(jìn)行了時(shí)間序列分析。
　　本文主要貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在以下方面:基于傳統(tǒng)理論方法無(wú)線信道建模方法難以找到各環(huán)

4、境因素的關(guān)聯(lián)性，也難以得到信道特性的趨勢(shì)預(yù)測(cè)，而且通過(guò)統(tǒng)計(jì)采樣構(gòu)建的模型也難以反應(yīng)完整的信道模型。為了克服傳統(tǒng)理論方法的局限性引出了數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，基于高速鐵路無(wú)線信道多徑分量數(shù)據(jù)、頻域數(shù)據(jù)、工況——頻偏數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘。分別使用分類回歸決策樹(Classification And Regression Tree，CART)、反向傳播(Back Propagation，BP)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以徑向基函數(shù)(Radial Basis Function