基于高铁lte-r不同接入方式的电磁兼容性能研究

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1、岁参未交硕士学位论文瘪乞争一基于高铁LTE．R不同接入方式的电磁兼容性能研究ResearchonElectromagneticCompatibilityBasedonDifferentConnectionModesofLTE—RinHighSpeedRailway-作者：关金金导师：周克生北京交通大学2014年3月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有

2、关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者虢獭翌7导师繇签字日期：汐，够年幺月多日签字日期：p。／F年笋,qlz"n中图分类号：TN92UDC：654学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文基于高铁LTE—R不同接入方式的电磁兼容性能研究ResearchonElectromagneticCompatibilityBasedonDifferentConnectionModesofLTE—RinHighSpeedRailway作者姓名：关金金导师姓名：周克生学位类别：工学学科专业：通信与信息系统北京交

3、通大学2014年3月学号：11120086职称：副教授学位级别：硕士研究方向：电磁兼容致谢本论文的工作是在我的导师周克生教授的悉心指导下完成的，周克生教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来在学术与生活方周克生老师对我的关心和指导。论文撰写期间，遇到了一些困难和瓶颈，感谢张金宝老师耐心的指导和详细深刻的讲解，使我能顺利完成论文，在此表示由衷的感谢。周克生教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，对我的科研工作以及论文提出了宝贵意见，在此向周克生老师表示衷心的谢意。在实验室工作及撰

4、写论文期间，实验室的王国栋老师，朱云老师，陈嵩老师，以及闻映红老师给予我的帮助。以及许飞，薛焕云，孙伟杰，韩剑，吴风飞，朱赛，许宏光，武迎兵，李龙飞，刘宏伟，李勇等同学对我的论文给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢我的父亲以及母亲，是他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业，使我毫无后顾之忧，踏实进行科研工作。中文摘要摘要：作为TD．SCDMA的演进技术，TD．LTE目前已经成为3GPP里面唯一的基于TDD技术的LTE标准。而随着TD．LTE的广泛应用，其在高铁中的接入成为必不可少的研究课题。本文结合高速铁路列车速度快，多普勒频移严

5、重，车厢屏蔽严重的特点，LTE信号不能保证其覆盖的有效性，所以，在大基站信号源不变的情况下，文章提出了三种组网方案，并利用HFSS软件进行了电磁仿真，使用FEKO软件进行验证，通过仿真和理论进行综合分析。考虑到信号覆盖度以及信号的稳定性，对于LTE在高铁上的组网方式，本文提出了三个方案：第一，车载直放站方案。即车厢内安装车载直放站，通过对施主天线接收到的信号进行放大，由覆盖天线发射到车厢，以满足乘客需求。第二，微蜂窝方案。微蜂窝其主要应用在于补盲，只在接入网络架构上不同于直放站，文中只是作为方案的一种，没有具体分析。第三，车厢铺设漏缆方案。即通过在车厢顶部

6、安装泄漏电缆，泄漏电缆收发一体，信号辐射均匀，可以较好的解决信号覆盖问题。这三种方式，结合列车内较为复杂的电磁环境，提出解决措施和安装建议，为实际应用提供理论支持。本文首先结合高铁移动环境和电磁环境以及现有的网络接入方法，对LTE的可能的接入方式进行详细的分析，提出三种组网方案，并给出车内模型，即车载直放站方案，微蜂窝天线方案以及车内漏缆铺设方案。并简要介绍了本文用到的仿真工具。然后，对通过对直放站主要技术指标的分析，结合LTE的特点，给出利用直放站实现信号覆盖的情况，并对LTE直放站可能存在的电磁波干扰问题提出相应的理论根据以及解决对策。如施主天线与覆盖

7、天线之间的反馈干扰和隔离度问题，以及收发天线距离的计算等问题进行详细分析的，对一种可使用的天线，即偶极子天线进行HFSS仿真。随后，对微蜂窝的车厢内覆盖实现进行简要说明，基于其与直放站的原理近似，所以只分析了其天线的确定情况。最后文章提出了列车内架设泄漏电缆的方案。由于泄漏电缆收发一体的特殊性，结合现有研究的理论基础，用HFSS软件对垂直开槽泄漏电缆的不同周期不同槽宽的电磁磁场分布情况进行仿真，包括在密闭车厢内的漏缆电场分布仿真。并且用FEK0软件进行验证，进而提出泄漏电缆兼容性的讨论以及安装建议。关键词：直放站；微蜂窝；泄漏电缆；LTE分类号：TN92j

8、匕塞交道太堂亟±堂位论塞△旦墨!R△￡!ABSTRACTABSTR