【文章內(nèi)容簡介】 5 秒 位置更新 C2（鄰）＞ C2（服務(wù)）＋ CRH（服務(wù)）且時(shí)間達(dá)到 5 秒 5秒 。[ G ?6o [+^ {$N8} 小區(qū)切換 rxlev(鄰）＞ rxlev(服務(wù)）且時(shí)間達(dá)到給定的 SACCH 設(shè)定值 小于 5 秒 I7m+^ j gF*?/f 遼寧科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 15 頁 共 39 頁 15 列車時(shí)速與重疊覆蓋距離 Q g0\ M：： 在研究專網(wǎng)小區(qū)重疊覆蓋區(qū)域的同時(shí)，假定重疊區(qū)域覆蓋是均勻的。在左圖中，點(diǎn) A、 C 和點(diǎn) B、 D 分別是兩個(gè)小區(qū)的邊界， E 點(diǎn)為兩小區(qū) RxLev 等值點(diǎn)。 BC 段為兩小區(qū)重疊覆蓋距離。取小區(qū)重選與小區(qū)切換較長的時(shí)間（ 5 秒鐘）作為計(jì)算基礎(chǔ)，若列車由小區(qū) 1 行駛至小區(qū) 2，則列車在 EC 段之內(nèi)必須完成小區(qū)重選或小區(qū)切換，因此重疊覆蓋距離 BC 段的列車行駛時(shí)間為 10 秒鐘，按照公式： v U(o W g k r(J N 在列車在市區(qū)時(shí)的進(jìn)站和出站時(shí)由于是變速行駛，我們給出的平均速率為 180KM/h，折 50M/s；在列車均速行駛時(shí)，按照其運(yùn)營速率200KM/h，折算等于 55M/s；按照其最大速率 250KM/h， 折算等于 70M/s。因此專網(wǎng)小區(qū)的最小重疊覆蓋距離為市區(qū)內(nèi)平均 330M，市區(qū)按運(yùn)營速率計(jì)算為 550M，按最大速率計(jì)算為 700M。 表 8：專網(wǎng)小區(qū)重疊覆蓋距離 區(qū)域 市區(qū)內(nèi) 市區(qū)外 ~ R9_ er5L9x r c 運(yùn)營速率 最大速率 最 小 重 疊 距 離 500M 550M 700M遼寧科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 16 頁 共 39 頁 16 M w)Z p7Q0~ 建議設(shè)計(jì)的重疊距離 600M 660M 840M 傳播 模型采用 在無線規(guī)劃中，采用合適的傳播模型可以準(zhǔn)確地預(yù)估所需要的基站數(shù)量以及覆蓋強(qiáng)度，而在鐵路專網(wǎng)的設(shè)計(jì)中，我們采用的傳播模型是ALCATEL A9155 V6 中的標(biāo)準(zhǔn)傳播模型（ SPM 模型）。 傳播模型簡介 +F J R l j ALCATEL A9155 V6 中的標(biāo)準(zhǔn)傳播模型（ SPM 模型）以 COST231Hata經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑榛A(chǔ)，可用于 1502020MHz 的無線電波傳播損耗預(yù)測(cè)，作為無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的傳播模型工具，具有較 好的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。 A:Q0S z }E SPM 傳播模型 /SH V \$\ f SPM 模 型 的 數(shù) 學(xué) 表 達(dá) 形 式 是 ：遼寧科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 17 頁 共 39 頁 17 j%Lp Q ` x。g ^? h} （式 1） 表 9： SPM 模型各 地區(qū)鐵路專網(wǎng)設(shè)計(jì) 含義 系數(shù) 說明 默認(rèn)值 K1 頻率相關(guān)因子 K2 距離衰減因子 K3 基站發(fā)射天線有效高度相關(guān)因子 )jh l S X K4 衍射計(jì)算相關(guān)因子 0 K5 發(fā)射天線有效高度和傳播距離相關(guān)因子 K6 移動(dòng)臺(tái)接收天線有效高度相關(guān)因子 0*e W u Kclutter 地貌相關(guān)因子 1 表 10： SPM 模型默認(rèn)值參見表 1 W I0H6E$i。Zu k { 參數(shù) 含義 量綱 d 發(fā)射點(diǎn)到接收點(diǎn)的直線距離 m Heff 基站天線有效高度 m3Z8G s Q H] Diffraction 衍射損耗 dB Hmeff 移動(dòng)臺(tái)天線有效高度 m { K/N,h G4| d遼寧科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 18 頁 共 39 頁 18 J @ 傳播模型校正原理及方法 *O C39。M{ f \ 在無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，通常使用經(jīng)驗(yàn)的傳播模型預(yù)測(cè)路徑損耗中值，不同的模型可應(yīng)用于不同的無線場(chǎng)景。在這些模型中，影響電波傳播的一些主要因素，如收發(fā)天線距離、天線相對(duì)高度和地型 地貌因子等，都作為路徑損耗預(yù)測(cè)公式的變量或函數(shù)。但是實(shí)際的無線環(huán)境千變?nèi)f化，因此傳播模型在具體應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)模型中各系數(shù)進(jìn)行必要的修正，從而找到合理的函數(shù)形式，這個(gè)過程就是傳播模型校正。 SPM 校正原則 39。T i Y9m FY+Z Q C v b 盡管 SPM 模型的各個(gè)因子都是可以進(jìn)行校正的，但在實(shí)際應(yīng)用中由于所能采集的數(shù)據(jù)有限，并且在特定應(yīng)用場(chǎng)合中所關(guān)注的因子并不相同，因此模型校正的總原則是：對(duì)于特定應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)重點(diǎn)相關(guān)因子進(jìn)行修正。 K1 是與頻率相關(guān)的因子，對(duì)于 GSM 900M 或 1800M，可以取默認(rèn)值。 E/s h o s K2 是反映模型校正區(qū)域內(nèi)總體無線環(huán)境特征的參數(shù)，能普遍適用于模型校正區(qū)域。如果應(yīng)用場(chǎng)景屬于 K2 對(duì)應(yīng)的無線環(huán)境， K2 可以取相應(yīng)的默認(rèn)值。 K3 是與天線有效高度相關(guān)的因子，由于天線掛高在測(cè)試過程中保持不變，而且測(cè)試的距離通常在 3km 范圍內(nèi)，天線覆蓋區(qū)域內(nèi)的地形變化通常并不明顯。因此在整個(gè)測(cè)試過程中 K3 對(duì)模型的準(zhǔn)確性影響較小，不建議對(duì) K3 進(jìn)行校正。 x B |9z c E U s K4 是與衍射計(jì)算相關(guān)的因子。如果測(cè)試區(qū)域內(nèi)，圓錐體（劈尖）或遼寧科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 19 頁 共 39 頁 19 圓柱體物體（建筑）所占比例較少，邊緣繞射或曲面繞射對(duì)總場(chǎng)波傳播的損耗有限，因此建議 K4 取為 0。 K5 是對(duì) K2 和 K3 兩個(gè)影響因子的綜合，建議取默認(rèn)值。 .B ]`amp。o。o+}8P K6 是與移動(dòng)臺(tái)天線有效高度相關(guān)的因子。類似于 K3 因子，不建議 K5進(jìn)行校正。 o。k9h0Bh ? Kclutter 是地形地貌因子。無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的對(duì)象之一是不同的無線環(huán)境，而無線環(huán)境的表現(xiàn)載體是豐富的地形地貌?，F(xiàn)階段對(duì) GSM 傳播模型校正的主要任務(wù)集中在 Kclutter 的確認(rèn)和修正。 SPM 校正流程 測(cè)試數(shù)據(jù)采集 ?:k L!g a*d _ 模型校正結(jié)果的準(zhǔn)確性很大程度上依賴于路測(cè)采集數(shù)據(jù)的可靠性。數(shù)據(jù)采集的原則包括： （ 1）測(cè)試采集數(shù)據(jù)應(yīng)至少包括經(jīng)度、緯度和場(chǎng)強(qiáng)信息。 （ 2）測(cè)試采集數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)能很好地反映測(cè)試信號(hào)的中值，避免因采集數(shù)據(jù)中所包含的快衰落未被濾去而影響校正的準(zhǔn)確性，并注意測(cè)量數(shù)據(jù)的突然變化。 L z*C X V[ （ 3）單位時(shí)間、單位距離內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)可參考李氏定理。 D1Y8M0bamp。@ f V f!p L （ 4）移動(dòng)臺(tái)接收天線高度為 12m，接收機(jī)及 GPS 采用外接天線置于車頂，以避免因測(cè)試車與基站相對(duì)位置的不同而導(dǎo)致的車體損耗差異及人體損耗。 _ B z L i yQ,^%r （ 5）隧道或橋梁等特殊場(chǎng)景的數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行標(biāo)記，便于事后篩選。 （ 6）與本地地貌明顯不符的地方應(yīng)進(jìn)行標(biāo)記，便于事后篩選。 遼寧科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 20 頁 共 39 頁 20 （ 7）當(dāng)接收信號(hào)不滿足以下條件時(shí)，測(cè)試不應(yīng)當(dāng) 再向遠(yuǎn)處延伸。 w J[。o4J)z s vJ 接收信號(hào) 接收機(jī)靈敏度 10dB 接 收 信 號(hào) 底噪 20dB w5[ k E遼寧科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 21 頁 共 39 頁 21 ? 數(shù)據(jù)預(yù)處理 由于數(shù)據(jù)采集設(shè)備測(cè)到的場(chǎng)強(qiáng)數(shù)據(jù)為信號(hào)的瞬時(shí)值，其中包含著快衰落成分，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理。 當(dāng)接收機(jī)距離發(fā)射機(jī)比較遠(yuǎn)時(shí)，接收信號(hào)強(qiáng)度很低，因接收機(jī)靈敏度的影響，其測(cè)量值往往不準(zhǔn)確；對(duì)于測(cè)試信號(hào)，底部噪聲在遠(yuǎn)端接收信號(hào)中的比例比較大，不利于模型校正，所以遠(yuǎn)端的測(cè)試點(diǎn)應(yīng)予以去除。 t) ` P a8^ t,f 當(dāng)接收機(jī)位于基站附近時(shí)，由于受天線垂直方向圖的影響，接收信號(hào)的功率主要受到基站附近建筑物和街道走向的影響，因此離基站很近的測(cè)試數(shù)據(jù)不能用于傳播模型校正。 在測(cè)試過程中，由于人為失誤或設(shè)備故障，可能會(huì)出現(xiàn)偏差很大的測(cè)量數(shù)據(jù)，另外由于測(cè)試中行車路線受路況限制，可能偏離測(cè)試方案預(yù)定的測(cè)試區(qū)域。為了防止這些數(shù)據(jù)對(duì)模型校正的影響，在模型校正之前應(yīng)予以濾除。 。w1z @ t [ U+Y [數(shù)據(jù)預(yù)處理可以采用算術(shù)平均法，對(duì)于經(jīng)緯度信息相同的場(chǎng)強(qiáng)數(shù) 據(jù)，求算術(shù)均值；也可以采用統(tǒng)計(jì)平均法，對(duì)于經(jīng)緯度信息相同的場(chǎng)強(qiáng)數(shù)據(jù)，采用中值作為測(cè)試數(shù)據(jù)。 M X DS2w QO 另外，由于 GPS 設(shè)備信息更新的速度有限。如果在同一 GPS 上聚集了大量的數(shù)據(jù)，可以對(duì)得到的測(cè)試數(shù)據(jù)在兩個(gè)相鄰的 GPS 信息點(diǎn)上進(jìn)行插值處理，將測(cè)試到的數(shù)據(jù)平均分配到相鄰的 GPS 信息點(diǎn)的連線上。 aM M \ p A x |4q ? 傳播模型校正方法 在鐵路專網(wǎng)設(shè)計(jì)中，模型校正主要是對(duì)地形地貌因子 Kclutter 進(jìn)行遼寧科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 22 頁 共 39 頁 22 校正。為了便于說明問題，當(dāng)基站天線有效高度（ Heff）和移動(dòng)臺(tái)天線有效高度（ Hmeff）確定后， SPM 模型可以表示為： 當(dāng) C2 已知， C1 得到校正值后，即能計(jì)算出地形地貌因子（ Kclutter）的校正值。 5N { P+t |8samp。YB:g o w 如果借用最小二乘法對(duì) C1 進(jìn)行校正，則根據(jù)式 2 的表達(dá)形式，對(duì)于一組有效的測(cè)試數(shù)據(jù) Li(i=1,2,?N) 和 di(i=1,2,?N) ，有使得 L 的預(yù)測(cè)誤差最小。 測(cè)試設(shè)備 工具名稱 型號(hào) 廠家 發(fā)射機(jī) IFR 2025 signal generator IFR2J s/j Ml4}9P n 接收機(jī) E6474A（ software） E6455C（ hardware） Agilent r/s)i8E8`9_amp。o 天線 K751664 kathrein 饋線 1/2” 數(shù)字地圖 20m*20m ]2] r m f U q x c GPS GARMIN X21 筆記本電腦 Dell D610 g _ 遼寧科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 23 頁 共 39 頁 23 S測(cè)試結(jié)果描述 測(cè)試中一共測(cè)試了三個(gè)點(diǎn)：在具體的測(cè)試路線選擇以及數(shù)據(jù)的采集上都達(dá)到了要求，路線基本在所需測(cè)試地貌內(nèi)，地貌所需數(shù)據(jù)量也足夠用于分析，最后的校正結(jié)果也達(dá)到了起初的目的，能根據(jù)測(cè)試地區(qū)的地貌情況，給出了一個(gè)推薦的數(shù)據(jù)。以下是這次測(cè)試的一個(gè)總體分析。 話務(wù)模型分析 3a4h RU m F o m:M C通過模型校正及覆蓋以預(yù)測(cè)后，我們可以知道在給定的區(qū)域內(nèi)需要建設(shè)專網(wǎng)小區(qū)的最小數(shù)量，而這些小區(qū)所需要的載頻配置數(shù)將是本節(jié)的研究重點(diǎn)。 _3c N ~o ~8f i _ 列車話音業(yè)務(wù)估算方法 列車用戶對(duì)專網(wǎng)小區(qū)產(chǎn)生的話務(wù)不同于普通宏站，由于同一鐵路上一個(gè)小時(shí)內(nèi)行駛的列車數(shù)量是有限的。列車用戶帶來的話務(wù)量為每班列車話務(wù)量乘以一小時(shí)內(nèi)通過的列車班次數(shù)。為了保證專網(wǎng)小區(qū)的話音不溢出，就需要保證每班列車在某一專網(wǎng)小區(qū)下通話而不產(chǎn)生溢出。在進(jìn)行鐵路專網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，我們采用兩種方法進(jìn)行列車話音業(yè)務(wù)預(yù)估： 3v+H Q H8g ERL? B 表法 G。Q u,r6o ^ CRH 的標(biāo)準(zhǔn)配置為 8 節(jié)車廂，額定載客人數(shù)為 600 人次，但目前也有加長型 CRH 配置，即由 2 列 CRH 合并組成 16 節(jié)車廂，這樣用戶人 數(shù)就達(dá)到 1200 人。按照目前移動(dòng)客戶滲透率 65%計(jì)算，則這樣一班 CRH的移動(dòng)用戶為 780 人。以每用戶 計(jì)算，則將帶來 話務(wù)，查 ERL B 表（ 1%呼損）可得需要 25 個(gè) TCH，考慮到 GPRS 業(yè)務(wù)，專網(wǎng)小區(qū)至少配置 5TRX。 ? 信令分析法 遼寧科技學(xué)院畢業(yè)論文