【文章內(nèi)容簡介】 5 秒 5 秒。[
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{$N8}小區(qū)切換 rxlev(鄰）＞rxlev(服務(wù)）且時間達到給定的 SACCH 設(shè)定值 小于 5 秒 j gF*?/f列車時速與重疊覆蓋距離
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M ：：在研究專網(wǎng)小區(qū)重疊覆蓋區(qū)域的同時，假定重疊區(qū)域覆蓋是均勻的。在左圖中，點 A、C 和點 B、D 分別是兩個小區(qū)的邊界，E 點為兩小區(qū) RxLev 等值點。BC 段為兩小區(qū)重疊覆蓋距離。取小區(qū)重選與小區(qū)切換較長的時間（5 秒鐘）作為計算基礎(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 段的列車行駛時間為 10秒鐘，按照公式：v
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N 在列車在市區(qū)時的進站和出站時由于是變速行駛，我們給出的平均速率為 180KM/h，折 50M/s；在列車均速行駛時，按照其運營速率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)按運營速率計算為 550M，按最大速率計算為 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 運營速率 最大速率遼寧科技學院畢業(yè)論文第 18 頁 共 51 頁18 最小重疊距離 　500M 550M 700M遼寧科技學院畢業(yè)論文第 19 頁 共 51 頁19M
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p7Q0~建議設(shè)計的重疊距離 　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確地預(yù)估所需要的基站數(shù)量以及覆蓋強度，而在鐵路專網(wǎng)的設(shè)計中，我們采用的傳播模型是 ALCATEL A9155 V6 中的標準傳播模型（SPM 模型）。遼寧科技學院畢業(yè)論文第 20 頁 共 51 頁20 傳播模型簡介+F J R
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jALCATEL A9155 V6 中的標準傳播模型（SPM 模型）以 COST231Hata經(jīng)驗?zāi)Ｐ蜑榛A(chǔ)，可用于 1502022MHz 的無線電波傳播損耗預(yù)測，作為無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的傳播模型工具，具有較好的準確性和實用性。
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fSPM 模型的數(shù)學表達形式是：遼寧科技學院畢業(yè)論文第 21 頁 共 51 頁21j%Lp Q `
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h} （式 1） 表 9：SPM 模型各地區(qū)鐵路專網(wǎng)設(shè)計含義 系數(shù) 說明 默認值 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
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S XK4 衍射計算相關(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 移動臺接收天線有效高度相關(guān)因子 0*e

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uKclutter 地貌相關(guān)因子 1 表 10：SPM 模型默認值參見表 1 W
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{參數(shù) 含義 量綱 d 發(fā)射點到接收點的直線距離 m Heff 基站天線有效高度 m3Z8G
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H]Diffraction 衍射損耗 dB遼寧科技學院畢業(yè)論文第 22 頁 共 51 頁22 Hmeff 移動臺天線有效高度 m
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G4| d遼寧科技學院畢業(yè)論文第 23 頁 共 51 頁23J
@ 傳播模型校正原理及方法*O
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\在無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，通常使用經(jīng)驗的傳播模型預(yù)測路徑損耗中值，不同的模型可應(yīng)用于不同的無線場景。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、天線相對高度和地型地貌因子等，都作為路徑損耗預(yù)測公式的變量或函數(shù)。但是實際的無線環(huán)境千變?nèi)f化，因此傳播模型在具體應(yīng)用時，需要對模型中各系數(shù)進行必要的修正，從而找到合理的函數(shù)形式，這個過程就是傳播模型校正。 SPM 校正原則39。T
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b盡管 SPM 模型的各個因子都是可以進行校正的，但在實際應(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：對于特定應(yīng)用場景，對重點相關(guān)因子進行修正。遼寧科技學院畢業(yè)論文第 24 頁 共 51 頁24 K1 是與頻率相關(guān)的因子，對于 GSM 900M 或 1800M，可以取默認值。 E/s
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sK2 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)用場景屬于 K2 對應(yīng)的無線環(huán)境，K2 可以取相應(yīng)的默認值。 K3 是與天線有效高度相關(guān)的因子，由于天線掛高在測試過程中保持不變，而且測試的距離通常在 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。因此在整個測試過程中 K3 對模型的準確性影響較小，不建議對 K3 進行校正。
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sK4 是與衍射計算相關(guān)的因子。如果測試區(qū)域內(nèi)，圓錐體（劈尖）或圓柱體物體（建筑）所占比例較少，邊緣繞射或曲面繞射對總場波傳播的損耗有限，因此建議 K4 取為 0。 K5 是對 K2 和 K3 兩個影響因子的綜合，建議取默認值。.B ]`amp。o。o+}8PK6 是與移動臺天線有效高度相關(guān)的因子。類似于 K3 因子，不建議K5 進行校正。 o。k9h0Bh ?Kclutter 是地形地貌因子。無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的對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 GSM 傳播模型校正的主要任務(wù)集中在 Kclutter 的確認和修正。 SPM 校正流程 測試數(shù)據(jù)采集? :k
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_模型校正結(jié)果的準確性很大程度上依賴于路測采集數(shù)據(jù)的可靠性。數(shù)據(jù)采集的原則包括：遼寧科技學院畢業(yè)論文第 25 頁 共 51 頁25 （1）測試采集數(shù)據(jù)應(yīng)至少包括經(jīng)度、緯度和場強信息。 （2）測試采集數(shù)據(jù)應(yīng)當能很好地反映測試信號的中值，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確性，并注意測量數(shù)據(jù)的突然變化。L z*C
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V[（3）單位時間、單位距離內(nèi)的采樣點數(shù)可參考李氏定理。D1Y8M0bamp。@
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L（4）移動臺接收天線高度為 12m，接收機及 GPS 采用外接天線置于車頂，以避免因測試車與基站相對位置的不同而導(dǎo)致的車體損耗差異及人體損耗。
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i yQ,^%r（5）隧道或橋梁等特殊場景的數(shù)據(jù)應(yīng)進行標記，便于事后篩選。 （6）與本地地貌明顯不符的地方應(yīng)進行標記，便于事后篩選。遼寧科技學院畢業(yè)論文第 26 頁 共 51 頁26 （7）當接收信號不滿足以下條件時，測試不應(yīng)當再向遠處延伸。 w
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vJ接收信號接收機靈敏度10dB 接收信號底噪20dB遼寧科技學院畢業(yè)論文第 27 頁 共 51 頁27? 數(shù)據(jù)預(yù)處理 由于數(shù)據(jù)采集設(shè)備測到的場強數(shù)據(jù)為信號的瞬時值，其中包含著快衰落成分，需要進行數(shù)據(jù)預(yù)處理。 當接收機距離發(fā)射機比較遠時，接收信號強度很低，因接收機靈敏度的影響，其測量值往往不準確；對于測試信號，底部噪聲在遠端接收信號中的比例比較大，不利于模型校正，所以遠端的測試點應(yīng)予以去除。
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t,f當接收機位于基站附近時，由于受天線垂直方向圖的影響，接收信號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試數(shù)據(jù)不能用于傳播模型校正。遼寧科技學院畢業(yè)論文第 28 頁 共 51 頁28 在測試過程中，由于人為失誤或設(shè)備故障，可能會出現(xiàn)偏差很大的測量數(shù)據(jù)，另外由于測試中行車路線受路況限制，可能偏離測試方案預(yù)定的測試區(qū)域。為了防止這些數(shù)據(jù)對模型校正的影響，在模型校正之前應(yīng)予以濾除。w1z
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[數(shù)據(jù)預(yù)處理可以采用算術(shù)平均法，對于經(jīng)緯度信息相同的場強數(shù)據(jù)，求算術(shù)均值；也可以采用統(tǒng)計平均法，對于經(jīng)緯度信息相同的場強數(shù)據(jù)，采用中值作為測試數(shù)據(jù)。
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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)，可以對得到的測試數(shù)據(jù)在兩個相鄰的 GPS 信息點上進行插值處理，將測試到的數(shù)據(jù)平均分配到相鄰的 GPS 信息點的連線上。
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|4q? 傳播模型校正方法 在鐵路專網(wǎng)設(shè)計中，模型校正主要是對地形地貌因子 Kclutter 進行校正。為了便于說明問題，當基站天線有效高度（Heff）和移動臺天線有效高度（Hmeff）確定后，SPM 模型可以表示為：當 C2 已知，C1 得到校正值后，即能計算出地形地貌因子（Kclutter）的校正值。5N {
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w如果借用最小二乘法對 C1 進行校正，則根據(jù)式 2 的表達形式，對于一組有效的測試數(shù)據(jù) Li(i=1,2,…N)和 di(i=1,2,…N)，有使得 L 的預(yù)測誤差最小。測試設(shè)備 工具名稱 型號 廠家遼寧科技學院畢業(yè)論文第 29 頁 共 51 頁29 發(fā)射機 IFR 2025 signal generator IFR2J s/j Ml4}9P n接收機 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]
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cGPS GARMIN X21 筆記本電腦 Dell D610
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遼寧科技學院畢業(yè)論文第 30 頁 共 51 頁30S測試結(jié)果描述遼寧科技學院畢業(yè)論文第 31 頁 共 51 頁31測試中一共測試了三個點：在具體的測試路線選擇以及數(shù)據(jù)的采集上都達到了要求，路線基本在所需測試地貌內(nèi)，地貌所需數(shù)據(jù)量也足夠用于分析，最后的校正結(jié)果也達到了起初的目的，能根據(jù)測試地區(qū)的地貌情況，給出了一個推薦的數(shù)據(jù)。以下是這次測試的一個總體分析。話務(wù)模型分析 3a4h
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C 通過模型校正及覆蓋以預(yù)測后，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。
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_列車話音業(yè)務(wù)估算方法 列車用戶對專網(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小時內(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。在進行鐵路專網(wǎng)設(shè)計時，我們采用兩種方法進行列車話音業(yè)務(wù)預(yù)估：3v+H
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u,r6o ^CRH 的標準配置為 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)就達到 1200 人。按照目前移動客戶滲透率 65%計算，則這樣一班CRH 的移動用戶為 780 人。以每用戶 計算，則將帶來 話務(wù)，查 ERL B 表（1%呼損）可得需要