基于ROF技術的高速鐵路客車無線接入網(wǎng)絡構建研究.pdf

1、高鐵無線通信網(wǎng)絡，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）技術是無線通信與光纖通信結合的產(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)光電轉換。把復雜昂貴的設備集中到中心站點，讓多個遠端基站共享這些設備，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)絡結構、建設基站地理環(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；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、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)境下建設基站困難等因素都會造成高鐵無線接入網(wǎng)絡存在弱覆蓋區(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鍵技術分別解決多普勒效應、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基站困難四種主要困難

4、問題。
　　高鐵無線接入網(wǎng)絡的構建主要分四個環(huán)節(jié)完成，第一，規(guī)劃網(wǎng)絡類型，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)絡拓撲結構；第二，規(guī)劃設計基站的站址，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)劃設計，其中包括基站類型的設計、設備的選擇以及設備參數(shù)的設計；第四，列車上的無線網(wǎng)絡設計，其中包括車廂網(wǎng)絡的構建原理和組網(wǎng)方式。
　　結合京福高鐵銅陵段具體工程，從覆蓋目標、經(jīng)濟、技術三

5、個方面進行了可行性分析。根據(jù)設計流程規(guī)劃了京福高鐵銅陵段的基站站址，從設備的選擇和相應的參數(shù)設計兩個方面進行了基站設計。通過基站機房和天饋兩方面施工，將理論設計與工程施工進行結合。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