重载铁路无线通信性能增强技术研究

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1、学校代码：密级：公开硕士学位论文重载铁路无线通信性能增强技术研究作者姓名袁天洋学科专业通信与信息系统指导教师吴昊教授培养院系电子信息工程学院二零一五年四月■纖硕士学位论文重载铁路无线通信性能增强技术研宄作者：袁天洋导师：吴昊北京交通大学年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，并釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际

2、合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名签字日期：次年月日签字日期：年今月日学校代码：密级：公幵北京交通大学硕士学位论文重载铁路无线通信性能增强技术研宄作者姓名：袁天洋学号：导师姓名：吴昊职称教授学位类别：工学学位级别：硕士学科专业：通目与信息系统研究方向：无线通信北京交通大学年月致谢本论文的工作是在我的导师吴昊教授的悉心指导下完成的，吴昊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吴昊老师对我的关心和指导。吴昊教授悉心指导我们完

3、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，在此向吴昊老师表示衷心的谢意。三年来，姚冬萍老师在科研工作中给予了我很多的帮助，在此向姚冬萍老师表示由衷的感谢。实验室的丁建文、林思雨老师对于我的科研工作和论文提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的谢意。在实验室工作期间，柴金川同学对我的研宄工作给予了热情帮助，在此向他表达我的感激之情。在论文撰写期间，周艳真同学对我的论文提供了许多的宝贵意见，在此表示由衷的感谢。另外也感谢我的家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。北京交通大学硕士学位论文摘要摘要目前重载运

4、输已成为国内外货物运输的主要发展趋势。万吨以上重载列车须采用多机车同步操控共同牵引的方式。重载货运列车同步操控对通信的可靠性和实时性有较高要求。现有的同步操控系统在平原开阔区段能基本满足传输需求，但在山区复杂线路就存在较多的盲区，可通率明显降低。因此，如何进一步提升机车间通信可靠性是目前亟待解决的问题。另外，在保证通信可靠性的同时，也需要提高无线小区覆盖有效性以节约能源并降低通信设备建设成本。为进一步节约能源并降低通信设备建设成本，本文针对现有重载铁路环境下光纤拉远网络架构的覆盖有效性进行了研宄。文章采用路径损耗和阴影衰落混合模型，使

5、用信号在单位面积上的功率损耗判定小区覆盖有效性，并据此分析了车顶天线与远端天线单元数量配比和覆盖有效性之间的关系，然后给出了各编组方式下车顶天线在不同区间段内的最佳配比参考值。为进一步提升机车间通信可靠性，本文引入了移动中继技术并设计了重载铁路下基于的移动中继增强机制，建立了移动中继与协作通信的模型。本文通过经验传播模型验证了新机制的通信质量，然后分别针对传统通信机制和移动中继增强机制建立了有色网模型，并通过仿真对传统通信机制和新机制的通信可靠性进行了分析与对比。结果表明，移动中继增强机制不仅可以基本满足同步操控系统对通信可靠性的要求

6、，且相比机制，可以明显提高同步操控系统的通信可靠性。关键词：重载铁路；同步操控；光纤拉远；覆盖有效性；移动中继；通信可靠性有色网北京交通大学硕士学位论文，，，：北京交通大学硕士学位论文目录目录摘要躲课题研宄背景国内外研宄现状研宄内容及意义论文章节安排重载铁路无线通信基础知识基于的系统传统重载铁路无线通信网络架构经验无线信道模型传统小区信道模型室外中继传播模型本章小结光纤拉远架构覆盖有效性小区覆盖有效性模型小区重叠区长度选取车顶天线与间配比关系对覆盖有效性的影响车顶天线间距对覆盖有效性的影响使覆盖有效性最佳的配比关系仿真数据汇总本章小结

7、基于的移动中继增强机制移动中继增强机制基本原理重载铁路环境下移动中继通信质量验证有色网建模方法有色网简介基本的有色网模型分层模型及层次化建模方法北京交通大学硕士学位论文目录带有时间信息的模型通信机制有色网建模针对铁路通信设计的有色网的特点传统通信机制建模基于的移动中继增强机制建模仿真结果与分析双机车头编组方式三机车头编组方式四机车头编组方式其它编组方式分析与汇总本章小结雜参考文献作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果独创性声明学位论文数据集北京交通大学硕士学位论文绪论课题研究背景随着我国国民经济的快速发展，全国对能源的需求也在快速增

8、加。我国能源资源的特点是煤多油少，且煤炭资源主要集中分布在我国的西北部和西南地区。据国家有关部门预测，年全国煤炭需求量将达到亿吨左右，比年增加约亿吨，年均增长。煤炭运力仍是制约国内煤炭产业发展的重要因素。受煤炭运输瓶颈制