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TETRA数字集群通信系统在秦沈客运专线中的应用研究

作　者: 何琰
导　师: 曹达仲
学　校: 天津大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 数字集群 TETRA 秦沈客运专线组网设计电波传播路径损耗模型
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

TETRA 数字集群通信系统以其自身突出的优点被我国铁路第一条客运专线-秦沈客运专线所采用,作为铁路专用无线通信系统以解决铁路区间移动人员的通信联络,这也是世界上首次将TETRA数字集群通信系统应用于铁路通信,因此面临很多挑战。本文对TETRA数字集群系统在秦沈客运专线中的应用进行了研究,主要成果如下:从标准族、技术体制、系统组成以及业务功能特点等几个方面对TETRA数字集群通信系统进行分析,为其在秦沈客运专线中的应用提供设计依据和技术标准;以铁道部对秦沈客运专线通信系统的设计定位为出发点,从区域覆盖分析、系统容量预测、系统频率配置、系统构成以及系统功能等几个方面提出了TETRA数字集群通信系统的设计思路和设计方法,完成了秦沈客运专线TETRA数字集群通信系统的组网设计,并论述进行科研试验的必要性;研究了电波传播的路径损耗特性及其一般模型,结合客运专线电波传播的特点,提出秦沈客运专线电波传播测试方法,确定具体的测试参数,基于秦沈客运专线山绥试验段科研试验现场测试所得到的场强数据,采用最小均方误差估计的分析方法,建立客运专线的电波传播路径损耗模型并对其进行分析。本文的研究成果有助于充分发挥TETRA的优势,最大可能的实现设计的有效性、合理性与先进性,使其能够满足秦沈客运专线的实际需要,同时也为TETRA数字集群通信系统在中国铁路客运专线和高速铁路的进一步应用积累经验。

全文目录

第一章绪论  9-17
  1.1 集群专用移动通信及其特点  9-11
  1.2 我国集群专用移动通信的发展与研究概况  11-12
  1.3 TETRA和iDEN两种体制数字集群系统的主要特征与区别  12-14
  1.4 TETRA数字集群移动通信系统的优点  14-15
  1.5 本课题的研究目的与意义  15-16
  1.6 本文的主要研究工作  16-17
第二章 TETRA数字集群通信系统  17-28
  2.1 引言  17
  2.2 TETRA标准族  17-18
    2.2.1 TETRA话音十数据(V十D)  18
    2.2.2 TETRA分组数据优化(PDO)  18
    2.2.3 TETRA直接模式通信(DMO)  18
  2.3 TETRA技术体制  18-22
    2.3.1 主要技术特性  18-19
    2.3.2 TETRA的空中接口协议栈  19-20
    2.3.3 集群方式  20-21
    2.3.4 系统设计规范  21
    2.3.5 TETRA的标准接口  21-22
  2.4 TETRA数字集群通信系统的组成  22-27
    2.4.1 无线子系统  23-24
    2.4.2 调度子系统  24-25
    2.4.3 互联子系统  25-27
  2.5 TETRA系统的业务功能及特点  27
  2.6 小结  27-28
第三章秦沈客运专线TETRA数字集群通信系统组网设计  28-45
  3.1 引言  28
  3.2 秦沈客运专线简介  28-29
  3.3 秦沈客运专线TETRA数字集群通信系统组网设计  29-43
    3.3.1 TETRA数字集群系统在我国铁路应用中的优势  29-30
    3.3.2 秦沈客运专线采用TETRA数字集群通信系统的必要性  30
    3.3.3 秦沈客运专线TETRA系统的定位及主要应用需求  30-31
    3.3.4 组网设计  31-36
      3.3.4.1 覆盖范围的预测方法  31
      3.3.4.2 数字集群系统的区域覆盖分析  31-33
      3.3.4.3 秦沈客运专线无线链路设计  33-34
      3.3.4.4 系统容量预测  34-35
      3.3.4.5 系统频率配置  35-36
      3.3.4.6 基站位置的最优选择和基站数量最小化  36
    3.3.5 系统构成  36-38
    3.3.6 系统功能  38-43
      3.3.6.1 基本服务功能和高级服务功能  38-40
      3.3.6.2 补充业务  40-42
      3.3.6.3 故障弱化模式(Fallback)  42
      3.3.6.4 直通模式  42
      3.3.6.5 网管系统  42-43
  3.4 需要进一步说明的问题  43-44
    3.4.1 对秦沈客运专线TETRA今后功能扩展的一些展望  43
    3.4.2 进行科研试验的必要性  43-44
  3.5 小结  44-45
第四章客运专线电波传播模型的建立与特性分析  45-66
  4.1 引言  45
  4.2 电波传播的路径损耗特性  45-51
    4.2.1 直射波损耗  46-47
    4.2.2 反射波损耗  47-49
    4.2.3 绕射波损耗  49
    4.2.4 散射波损耗  49-50
      4.2.4.1 瑞利判断准则  49-50
      4.2.4.2 散射系数ρs的计算  50
    4.2.5 电波传播路径损耗的一般模型  50-51
  4.3 客运专线电波传播的特点  51-56
    4.3.1 实效反射区  51-54
    4.3.2 地理环境  54-55
    4.3.3 客运专线的运行速度  55-56
  4.4 测试方法和测试参数  56-61
    4.4.1 数据采集  56
    4.4.2 抽样频率和抽样间隔  56-57
    4.4.3 A/D转换器采样速率  57-58
    4.4.4 计距脉冲判定方法  58
    4.4.5 ESVP测量接收机输出电压与接收电平之间的关系  58-59
    4.4.6 车速的计算  59
    4.4.7 数据存储方式  59
    4.4.8 测试参数  59-61
      4.4.8.1 基站、直放站位置分布  59-60
      4.4.8.2 频率分配方案  60
      4.4.8.3 车载台接收天线参数  60
      4.4.8.4 基站、直放站天线参数  60-61
  4.5 客运专线的电波传播路径损耗模型  61-63
    4.5.1 建模方法  61-62
    4.5.2 客运专线的电波传播路径损耗模型  62-63
  4.6 客运专线电波传播路径损耗模型的分析  63-64
  4.7 小结  64-66
第五章结论  66-68
参考文献  68-70
攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研情况  70-71
附录A  71-72
致谢  72

TETRA数字集群通信系统在秦沈客运专线中的应用研究

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