【正文】 是根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析得出的經(jīng)驗(yàn)公式，是一個(gè)公式化的模型，其路徑損耗計(jì)算公式中的參數(shù)容易獲得，模型應(yīng)用簡(jiǎn)單，Hata模型針對(duì)大城市、中小城市、郊區(qū)、鄉(xiāng)村準(zhǔn)開放、鄉(xiāng)村開放等環(huán)境制定了相應(yīng)的修正因子，擴(kuò)大了其使用范圍，預(yù)測(cè)結(jié)果較為精確，便于計(jì)算機(jī)處理，因此Hata模型非常具有實(shí)用價(jià)值。 路徑損耗建模根據(jù)以上分析，可以采用Hata模型為我國(guó)采用GSMR系統(tǒng)的鐵路建模，該模型以市區(qū)傳播損耗為標(biāo)準(zhǔn)，其他地區(qū)在此基礎(chǔ)上進(jìn)行修正，該模型的具體適用條件如下：適用小區(qū)類型：宏小區(qū)；工作頻率：150~1500MHz；適用距離：1km~20km；基站天線高度Hb：30m~200m；移動(dòng)臺(tái)天線高度Hm：1m~10m；Hata模型以市區(qū)路徑傳播損耗為基準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上對(duì)其他地區(qū)進(jìn)行修正，市區(qū)傳播路徑損耗基準(zhǔn)公式為：L(dB)=+(f)(Hb)+[(Hb)]lg(d)a(Hm) (41)對(duì)于大城市，移動(dòng)天線修正因子為：a(Hm)=*(lg(*Hm)) (42)對(duì)于中小城市，移動(dòng)天線修正因子為：a(Hm)=(*lg(f))*Hm(*lg(f)) (43)對(duì)于其他幾種環(huán)境，其路徑損耗修正模型入表41所示：表41 路徑損耗修正模型 路徑損耗計(jì)算當(dāng)前在鐵路線上眾多的專用GSMR移動(dòng)終端可以分為以下四種基本類型，具體見表42。因此，一般在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮兩個(gè)相鄰區(qū)域的連接處要有一定縱深的重疊區(qū)來減少可能出現(xiàn)的弱場(chǎng)區(qū)及不可通概率。 HOMargin為一可變參數(shù)，在實(shí)際工程設(shè)置中經(jīng)常為6dB，小區(qū)半徑需滿足機(jī)車臺(tái)傳輸列控業(yè)務(wù)需求。這些條件的組合就對(duì)應(yīng)了不同的小區(qū)半徑。因此， Errorfree period：Trec=L/V。三年的函授學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)眼流逝，對(duì)于今天的我來說，在成長(zhǎng)中給予我?guī)椭拿恳粋€(gè)人都功不可沒。在此，謹(jǐn)向西南交通大學(xué)成教院的老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意！參考文獻(xiàn)[1] 李富新.《高速鐵路移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案的研究》.[2] 李智昊.《高速列車環(huán)境下的GSM網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化》.[3] 周長(zhǎng)江.《高速鐵路發(fā)展概況及展望》.[4] 中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)上海有限公司.《高速鐵路專網(wǎng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化》.2007[5] 韓斌杰.《GSM原理及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化》[M]北京:[6] 喻金錢《短距離無線通信詳解》北京航空航天學(xué)院出版社 2005[7] 張建《無線通信與網(wǎng)絡(luò)》 北京航空航天學(xué)院出版社 2004[8] 丁奇《無線通信模塊技術(shù)基礎(chǔ)理論》電子工業(yè)出版社2003必須全面強(qiáng)調(diào)我們的基礎(chǔ)知識(shí)、基本能力和基本素質(zhì)，而且專業(yè)面要寬，以適應(yīng)技術(shù)進(jìn)步與市場(chǎng)的不斷變化。 基站間距規(guī)劃 列控QoS指標(biāo)對(duì)最小基站間距的限定為了確保列控信息的可靠傳輸，ETCS對(duì)GSMR無線傳輸?shù)目垢蓴_性能提出了如下要求：Trasmission interference period 即：TTI(95%)，1s(99%)Errorfree period 即：Trec20s(95%)，7s(99%)對(duì)于GSMR無線系統(tǒng)，在正常情況下，若站點(diǎn)間距為L(zhǎng)，列控應(yīng)用時(shí)機(jī)車臺(tái)最小接收電平75dBm，此時(shí)在站點(diǎn)間列控信息可滿足無差錯(cuò)傳輸。切換時(shí)間主要取決于網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時(shí)間和切換算法，在工程設(shè)計(jì)中僅在一個(gè)較小的范圍內(nèi)浮動(dòng)，而列車最大速度根據(jù)線路不同，從200km/h到500km/h不等，是一個(gè)變化較大的參數(shù)。如圖所示，重疊區(qū)為A、D之間的趾離L。下面將從滿足需求最嚴(yán)格的高速列控通信覆蓋指標(biāo)出發(fā)，對(duì)于滿足機(jī)車臺(tái)正常通信的小區(qū)覆蓋范圍進(jìn)行研究。該模型的適用距離限于5km以內(nèi)，對(duì)大于5km的環(huán)境不適用。目前，針對(duì)宏小區(qū)環(huán)境移動(dòng)無線電波的傳播特性有多種傳播預(yù)測(cè)模型，在900MHz時(shí)常用的有：Okumura模型、Hata模型、 Cost231WalfischIkegami模型等。所以本文后面都默認(rèn)采用宏小區(qū)覆蓋。 小區(qū)對(duì)于小區(qū)覆蓋，天線安裝位置高于周圍建筑的平均高度，但低于周圍房頂?shù)淖罡吒叨?，其傳播機(jī)理與宏小區(qū)相同。關(guān)于重疊區(qū)的規(guī)劃將在本章進(jìn)行重點(diǎn)研究。參照歐洲 EIRENE ，GSMR網(wǎng)絡(luò)的最小接收電平建議為92dBm(95%覆蓋率，機(jī)車天線頂部接收)。假設(shè)線路總長(zhǎng)1000km，對(duì)于同站址覆蓋，則越區(qū)切換大約200次，而交織覆蓋則大約為312次，可見，后者比前者切換次數(shù)增加了56%。對(duì)于nm頻率復(fù)用方式：n表示復(fù)用簇中有n個(gè)基站，m表示每個(gè)基站有m個(gè)小區(qū)。上述三種無線冗余覆蓋方案，都在某種程度上提高了系統(tǒng)的可靠性，但它們?cè)诳煽啃猿潭?、頻率規(guī)劃與擴(kuò)容能力、抗干擾能力、小區(qū)切換和工程造價(jià)等方面還存在不同，一卜面就針對(duì)這幾個(gè)方面對(duì)這三種冗余方式進(jìn)行比較。控制復(fù)用頻點(diǎn)的相互干擾是頻率規(guī)劃中的關(guān)鍵。頻道序號(hào)從999~1019，扣除底端999和高端1019做為隔離保護(hù)，實(shí)際可用頻道19個(gè)，頻道序號(hào)為1000~1018。3)對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施，比如機(jī)房、鐵塔，一旦倒塌、或遭受人為或者自然災(zāi)害而濘致站點(diǎn)的不可用，將直接導(dǎo)致GSMR系統(tǒng)的服務(wù)中斷。為了保證高速列車安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)列車自動(dòng)控制，要求列車與地面之間進(jìn)行雙向、大量信息傳輸，這些信息包括：列車狀態(tài)、列車速度、列車位置、列控信息、線路數(shù)據(jù)信息、橋隧信息和環(huán)境信息等。表21是來自Morane項(xiàng)目在法國(guó)鐵路線上在不同列車速度下測(cè)試得到的誤碼率結(jié)果。 BSPAMFRMS表示小區(qū)中的尋呼信道被分配成的尋呼子信道數(shù)，包含于信息單元“控制信道描述”中，在每個(gè)小區(qū)廣播的系統(tǒng)消息中傳送，取值范圍為2~9，該值的大小取決于尋呼負(fù)載，本處取4(GSMR網(wǎng)絡(luò)中話務(wù)量較少)。如果重疊區(qū)太小，可能會(huì)出現(xiàn)弱場(chǎng)，導(dǎo)致切換中接收不到信息而通信中斷；如果重疊區(qū)太大，同頻干擾增大，切換時(shí)間會(huì)很長(zhǎng)，不易控制，因此要想解決好鐵路沿線的切換問題，需要合理設(shè)計(jì)重疊區(qū)域的大小。正在建設(shè)的武廣、鄭西和京滬等長(zhǎng)達(dá)7000km的高速線路都已決定采用GSMR系統(tǒng)，GSMR在中國(guó)高速鐵路有巨大的發(fā)展空間。作為一個(gè)具有高度獨(dú)立性和互操作性的通信平臺(tái)，GSMR可將控制命令直接傳輸給列車駕駛員，從而允許列車以更高的速度行駛并具有更高的安全性。 國(guó)內(nèi)高速鐵路的發(fā)展與國(guó)外相比，我國(guó)高速鐵路起步較晚，但是近年發(fā)展迅速。法國(guó)東南線的成功運(yùn)營(yíng)，證明高速鐵路也完全適合歐洲環(huán)境，高速列車是一種具有競(jìng)爭(zhēng)力的現(xiàn)代交通工具。從滿足列控需求的角度，對(duì)小區(qū)覆蓋和基站間距進(jìn)行了規(guī)劃，并對(duì)列車速度與重疊區(qū)的關(guān)系進(jìn)行了深入分析。本文針對(duì)高速鐵路的情況，分析對(duì)比了不同無線冗余覆蓋方式的優(yōu)劣。法國(guó)于1981年建成TGV巴黎東南線(巴黎至里昂，全長(zhǎng)417公里)，其列車最高運(yùn)行時(shí)速達(dá)270公里。目前，法國(guó)已有科隆至法蘭克福，漢諾威至柏林和卡爾斯魯厄至巴塞爾等多條高速線路，總里程達(dá)1290公里。GSMR基于GSM，充分利用GSM技術(shù)的規(guī)模效應(yīng)和成熟性，來實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效且具有高度互操作性的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)，從而取代現(xiàn)有的各種互不兼容的軌道電纜和模擬通信系統(tǒng)。作為奧運(yùn)重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目的京津城際鐵路已于2008年開通，采用的是GSMR系統(tǒng)。由于列車的高速運(yùn)動(dòng)，對(duì)于切換帶和重疊區(qū)的設(shè)計(jì)要尤其仔細(xì)，重疊區(qū)域的設(shè)置會(huì)對(duì)越區(qū)切換的影響很大。按網(wǎng)絡(luò)的通常設(shè)置，BA表中的載頻就是鄰區(qū)的BCCH頻點(diǎn)，在GSMR網(wǎng)絡(luò)中由于鄰小區(qū)較少，因此N的最大值取6。 對(duì)誤碼率的影響 由于高速移動(dòng)所帶來的多普勒頻移以及信道快速變化等因素的影響，高速環(huán)境下的誤碼率高于普通速度下的誤碼率。ERTMS規(guī)定了GSMR要達(dá)到以下指標(biāo)：GSMR要能夠支持列車最高時(shí)速500 km/h，平均運(yùn)營(yíng)速度350 km/h的下的列控通信，誤碼率要小于104，在傳輸列控?cái)?shù)據(jù)時(shí)最小接收電平要高于85dBm。設(shè)計(jì)中要完善對(duì)漏纜的監(jiān)測(cè)，一旦性能劣化應(yīng)自動(dòng)告警，并及時(shí)維修。按等間隔頻道配置的方法，共有21個(gè)載頻。在同等區(qū)域內(nèi)，頻率復(fù)用距離越寬松，同鄰頻干擾越小，但容量也小；頻率復(fù)用越緊密，雖然容量得到一定的提升，但隨之帶來了同鄰頻干擾的上升。3．交織雙層覆蓋交織雙側(cè)網(wǎng)絡(luò)的頻率規(guī)劃既可按單網(wǎng)交織冗余覆蓋網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行，也可按同站址無線雙層網(wǎng)絡(luò)的方式進(jìn)行，其等效的最大小區(qū)配置也是四載頻。頻率復(fù)用度：fre