城市轨道交通车地通信容量分析

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1、第36卷第8期铁道学报Vo1．36NO．82014年8月J0URNAL0FTHECHINARAILWAYSOCIETYAugust2014文章编号：1001—8360(2014)08—0044—05城市轨道交通车地通信容量分析蒋海林，王洪伟，郜春海，唐涛(1．北京交通大学轨道交通运行控制系统国家工程研究中心，北京100044；2．北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室，北京100044)摘要：在目前的城市轨道交通车地通信系统中，通常存在漏泄波导与无线自由波两种传输方式。本文介绍这两种不同的车地通信方式，分

2、析漏泄波导的信道模型，并指出其信道模型近似于高斯信道。根据城市轨道交通车地通信的高架环境，研究车地无线自由波通信存在强烈直射径的情况下，2×2天线MIMO系统的信道容量及天线间距，得出最佳的天线间距及配置方案。将此MIMO系统的信道容量与漏泄波导的信道容量进行比较，结果表明MIMO系统的信道容量优于漏泄波导信道。关键词：城市轨道交通；漏泄波导；MIMO；信道容量中图分类号：U285文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—8360．2014．08．008AnalysisonCapacityo

3、fUrbanRailTransitTrain—waysideCommunicationJIANGHai-lin，WANGHong～wei。，GAoChun-hai，TANGTao(1．SchoolofElectronicsandInformationEngineering，BeijingJiaotongUniversity。Beijing100044，China；2．StateKeyLaboratoryofRailTrafficControlandSafety，BeiingJiaotongUniversity，

4、Beijing100044，China)Abstract：Incurrenttrain-waysidecommunicationsystemsappliedinurbanrailtransit，thereexisttwopropaga—tionmediums，i．e．，theleakywaveguidesandwirelessfreewaves．Inthispaper，thetwodifferentcommuniea—tionmodesweredescribed．Thechannelmodelofleakywa

5、veguidswasanalyzedandshowntobeapproximatetotheGaussianchanne1．Thechannelcapacityof2×2MIMOantennaswithLOScomponentsintheelevatedrailenvironmentwasstudiedandtheoptimalantennaspacingdistanceswerecalculatedaccordingtotheoreticalderivation．Atlastthechanne1capacit

6、iesofthetwopropagationmediumswerecompared．Theresultsshowthatthechannelcapacityof2×2MIMOiSbetterthanthatofleakywaveguides．Keywords：urbanrailtransit；leakywaveguide；MIMO(MultipleInputMultipleOutput)；channelcapacity随着城市轨道交通的快速发展，车地间的无线通系统通常要求传输速率达到10Mbit／s以上。在目前

7、信业务越来越多。这些通信系统包括：传输列控信息的城市轨道交通车地通信系统中，因为频点的限制，应的CBTC(CommunicationsBasedTrainContro1)车用比较广泛的是2．4GHz的802．11系列标准_1]无线地通信系统、列车工况的综合监控系统、列车司机与主局域网技术，而传输媒介则包括无线自由波、漏泄波导控室及站台人员通话的列调系统、用于实时监测列车和漏泄电缆3种传输方式。内安全的公安监控系统以及向乘客提供信息广播和服漏泄电缆目前能用于2．4GHz高频段的产品不务的乘客信息系统等。多，并且用

8、于高架线路上进行安装固定的成本较高，在在这些通信系统中，CBTC车地通信系统和列调2．4GHz车地通信中用得不多。应用最为广泛的是系统的信息速率较低，而综合监控系统和乘客信息系无线自由波和漏泄波导传输方式。北京交通大学承担统要传输视频信息，因此传输速率较高，例如乘客信息的北京地铁亦庄线和昌平线信号系统中，车地通信就采用了这两种传输方式。北京地铁机场线也采用漏泄收稿日期：201209—0