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车地通信轨旁盒信号接收能力的改进

铁道通信信号 2021年第11期57卷 54-56页

作者：文星广州地铁集团有限公司广州510440

分析车地通信轨旁信号接收设备应用中存在的问题;在基于设备结构及工作原理的基础上,对该设备的几个部件进行改进,并得到充分测试及验证;解决了设备接收能力不足所带来的列车车门与站台门无法联动的问题。

关键词：车地通信信号接收能力信号增强轨旁盒改进

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毫米波车地通信场景下的计算卸载研究

毫米波车地通信场景下的计算卸载研究

作者：李林倩北京交通大学

学位级别：硕士

高速铁路(High Speed Railway,HSR)是发展国民经济的重要基础设施。随着无线通信技术的发展,HSR对车地无线通信提出了更高的要求。毫米波频段具有丰富的频谱资源,因此宽带毫米波通信被认为是一种有前景的技术,可以提高车地通信系统的宽... 详细信息

高速铁路(High Speed Railway,HSR)是发展国民经济的重要基础设施。随着无线通信技术的发展,HSR对车地无线通信提出了更高的要求。毫米波频段具有丰富的频谱资源,因此宽带毫米波通信被认为是一种有前景的技术,可以提高车地通信系统的宽带无线通信业务性能,满足高数据速率的要求。此外,全双工(FullDuplex,FD)通信作为提高频谱效率的方法已被提出。在HSR车地通信场景中,由于用户的续航能力和计算能力有限,对计算密集型、时延敏感的智能应用的需求日益增长。因此在HSR场景下,一个有效的毫米波波段的计算卸载方案是必要的。本文考虑了高速铁路场景中基于毫米波的车地通信系统,其中用户的计算任务可以部分地卸载给轨道侧基站(Base Station,BS)或者是部署在列车上的移动中继(Mobile Relays,MRs)。MRs工作在全双工模式,以实现高频谱利用率。本文研究了在本地设备和MRs能耗约束下,最小化所有用户的平均任务执行延迟的问题。针对此问题设计了一种联合资源分配和计算卸载方案(Joint Resource Allocation and Computation Offloading,JRACO)来解决这一问题。它包括资源分配和计算卸载(RACO)算法和中继能量约束算法。RACO在不考虑中继能耗约束的情况下,利用匹配博弈理论在数据分割、用户关联和子信道分配两个子问题之间交替迭代。根据RACO的结果,中继能量约束算法保证了系统满足MR能量消耗约束。大量的仿真实验表明,与其它对比方案相比,JRACO可以有效地降低平均延迟,增加被服务的用户数。另一方面,列车沿固定轨道运行过程中,MR收集用户产生的任务,并将这些任务转发给BS或在本地服务器进一步处理。MR需要决定在哪里卸载任务以及卸载任务的比例。但由于环境的变化和实际需求,任务到达的时刻和数量是不确定的。提出了卸载用户集动态变化情况下,最小化所有用户的平均任务执行延迟的问题。为了解决这个问题,基于列车位置、信道等信息预测用户不同关联状态下的时延,本文提出了一种动态资源分配与计算卸载算法,以最小化系统延迟。通过与其他基准方案进行比较,仿真结果表明,在不同自干扰消除水平、信道资源数量等参数下,所提算法能使系统的平均时延维持在一个较低且相对稳定的水平。

关键词：边缘计算全双工通信(FD) 毫米波通信车地通信资源分配

应用于毫米波车地通信的小型化间隙波导缝隙阵列天线设计

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电子元件与材料 2021年第8期40卷 826-832页

作者：第五健健张健穹王庆峰李相强西南交通大学物理科学与技术学院四川成都610031

在高速磁悬浮列车毫米波车地通信系统中,要求车载天线具有小型化、宽频带、圆极化和辐射扇形波束等特点。为了更好地满足这些要求,提出了一种中心馈电的小型化间隙波导缝隙阵列天线,采用环形缝隙单元辐射右旋圆极化波,通过脊间隙波导一... 详细信息

在高速磁悬浮列车毫米波车地通信系统中,要求车载天线具有小型化、宽频带、圆极化和辐射扇形波束等特点。为了更好地满足这些要求,提出了一种中心馈电的小型化间隙波导缝隙阵列天线,采用环形缝隙单元辐射右旋圆极化波,通过脊间隙波导一分三十二路功分网络实现等幅同相馈电。采用全波电磁仿真软件设计了一款中心频率为38 GHz的2×16单元间隙波导缝隙阵列天线,并进行了实验测试。测试结果表明:在37~39 GHz频带范围内,天线驻波比小于1.42,增益大于21 dBi,轴比小于3 dB,俯仰面波瓣宽度为4.1°~4.3°,方位面波瓣宽度为34.7°~36.5°,满足毫米波车地通信系统车载天线的设计需求。

关键词：毫米波车地通信间隙波导圆极化扇形波束

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中低速磁浮车地通信综合承载方案研究

机车电传动 2020年第6期 97-100页

作者：别碧勇中铁磁浮交通投资建设有限公司湖北武汉430060

分析了长沙磁浮快线和北京磁浮S1线的车地通信系统建设方案,以及存在的不足。在深入研究中低速磁浮交通车地通信业务需求和主要无线通信技术的基础上,提出了一种基于LTE-M的中低速磁浮全综合承载方案,并进一步分析了方案针对不同频率资... 详细信息

分析了长沙磁浮快线和北京磁浮S1线的车地通信系统建设方案,以及存在的不足。在深入研究中低速磁浮交通车地通信业务需求和主要无线通信技术的基础上,提出了一种基于LTE-M的中低速磁浮全综合承载方案,并进一步分析了方案针对不同频率资源和不同速度目标值的适应性,以及抗干扰措施。

关键词：中低速磁浮车地通信综合承载抗干扰 LTE-M WLAN

基于有色Petri网的测试案例生成方法及其在CTCS-3车地通信中的应用

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北京交通大学学报 2018年第6期42卷 97-103页

作者：赵天时中国铁道科学研究院集团有限公司标准计量研究所北京100081

CTCS-3级列控系统作为高速铁路的中枢神经系统,是典型的安全苛求系统.对安全苛求系统进行有效测试是提高系统安全性的重要手段.鉴于车地通信在列控系统中的重要性,提出一套基于有色Petri网的车地通信测试案例的生成方法.参考CTCS-3级列... 详细信息

CTCS-3级列控系统作为高速铁路的中枢神经系统,是典型的安全苛求系统.对安全苛求系统进行有效测试是提高系统安全性的重要手段.鉴于车地通信在列控系统中的重要性,提出一套基于有色Petri网的车地通信测试案例的生成方法.参考CTCS-3级列控系统技术规范,构建车地通信流程的有色Petri网模型,生成状态空间并搜索到达目标状态的路径,在路径的基础上自动生成测试案例.通过对比使用有色Petri网自动生成和现有的测试案例,验证了测试案例生成方法的正确性,提高了测试案例生成方法的自动化程度,为基于模型的系统测试提供了参考.

关键词： CTCS-3级列控系统有色Petri网车地通信状态空间路径

中低速磁浮交通信号系统车地通信电磁抗干扰研究

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铁路计算机应用 2022年第2期31卷 12-16页

作者：刘宁宁蔡晓蕾郝明雷李高科北京市地铁运营有限公司通信信号分公司北京100080 中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所北京100081 铁科院(北京)工程咨询有限公司北京100081

为解决北京市中低速磁浮交通示范线(简称:北京S1线)信号系统车地通信出现的电磁干扰问题,文章通过现场测试、实验及理论分析,确定了干扰原因,并提出了针对性的抑制措施,取得了良好的效果,保障了北京S1线的平稳运行。文章所采用的研究方... 详细信息

为解决北京市中低速磁浮交通示范线(简称:北京S1线)信号系统车地通信出现的电磁干扰问题,文章通过现场测试、实验及理论分析,确定了干扰原因,并提出了针对性的抑制措施,取得了良好的效果,保障了北京S1线的平稳运行。文章所采用的研究方法和处理措施为后续中低速磁浮交通的建设和维护积累了经验。

关键词：电磁干扰车地通信中低速磁浮交通信号系统抗干扰

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中低速磁浮信号车地通信电磁干扰研究与实现

铁路通信信号工程技术 2022年第2期19卷 59-64页

作者：赵东亮通号城市轨道交通技术有限公司北京100070

针对北京S1线信号系统车地通信出现的电磁干扰问题,对干扰原因进行分析,确定干扰原因,并提出针对性的抑制措施,取得良好效果,保障北京S1线的平稳运行。研究方法和处理措施,为后续中低速磁浮交通的建设和维护积累经验。

关键词：电磁干扰车地通信中低速磁浮交通

基于LTE-M的CBTC车地通信系统弹性优化研究

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基于LTE-M的CBTC车地通信系统弹性优化研究

作者：郭博迪兰州交通大学

学位级别：硕士

随着无线通信技术的不断发展,城市轨道交通业务的逐步拓宽,面向城市轨道交通业务需求的长期演进通信技术(Long Term Evolution for Metro,LTE-M)应运而生,并逐渐成为下一代车地通信系统的研究焦点,基于通信的列车运行控制系统(Communica... 详细信息

随着无线通信技术的不断发展,城市轨道交通业务的逐步拓宽,面向城市轨道交通业务需求的长期演进通信技术(Long Term Evolution for Metro,LTE-M)应运而生,并逐渐成为下一代车地通信系统的研究焦点,基于通信的列车运行控制系统(Communication Based Train Control System,CBTC)也因此对实现列车与地面设备双向、大容量信息传输的车地通信系统业务承载能力以及服务质量提出愈加严格的要求。因此,优化基于LTE-M的CBTC车地通信系统通信性能,提高车地通信系统服务质量,对于保证CBTC系统安全数据的可靠传输,实现列车平稳高效运行具有重要意义。本文将基于LTE-M的CBTC车地通信系统作为研究对象,联合多项车地通信系统性能指标量化分析车地通信系统弹性,以实现车地通信系统弹性与列车运行控制性能联合优化为目标,对CBTC车地通信系统弹性优化问题进行深入研究。首先,阐述LTE-M系统的技术背景和系统架构,并以基于LTE-M的CBTC车地通信系统技术原理为基础,对车地通信系统服务质量需求进行研究。分析车地无线通信传输特性,分别从物理层、链路层两个层面建立信道模型,对车地通信无线信道进行描述。其次,依据LTE-M技术特性,联合传输时延、丢包率以及切换时延等无线通信性能指标,建立基于LTE-M的车地通信系统弹性模型,量化分析车地通信系统在面对无线传输扰动时的稳定性和可恢复性。通过引入网络控制系统(Network Control System,NCS)原理,建立基于弹性指标的CBTC多列车控制NCS模型,量化分析车地通信系统弹性与列车运行控制间的关系,并通过MATLAB仿真平台验证所提模型的有效性。结果表明,提高车地通信系统弹性,可有效减少计划外牵引、制动情况的发生,降低无线传输扰动对列车运行控制造成的负面影响。最后,以车地通信系统弹性量化模型为基础,提出基于半马尔科夫决策过程的车地通信系统弹性优化策略。将车地通信过程中的切换决策与无线链路最大重传次数自适应决策描述为半马尔科夫决策过程模型,联合车地通信系统弹性与列车牵引能耗估计作为优化目标函数,并使用Q-learning算法对模型最优策略进行求解。通过MATLAB仿真平台验证可知,所提优化策略能显著提高车地通信系统弹性性能,使车地通信系统服务质量得到有效提升,实现车地通信系统多性能指标与列车运行控制性能的联合优化。

关键词： LTE-M 车地通信系统弹性半马尔科夫决策过程 Q-learning

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便携式地铁车地通信检测系统设计

传感器与微系统 2019年第2期38卷 99-101页

作者：都庆庆梁鉴如杨明来陆鑫源陆善婷上海工程技术大学电子电气工程学院上海201620 上海应用技术大学轨道交通学院上海201418 上海轨道交通维护保障有限公司通号分公司上海200002 上海工程技术大学工程实训中心上海201620

上海轨道交通2号线的车地通信(TGC)系统由于使用年限较长,随着温度及电磁环境的变化,轨旁移频键控(FSK)信号收发装置电感、电容值会发生漂移,进而影响到列车与站台之间的通信质量,最终造成列车运行出现晚点、不停站或冲出站台等问题。... 详细信息

上海轨道交通2号线的车地通信(TGC)系统由于使用年限较长,随着温度及电磁环境的变化,轨旁移频键控(FSK)信号收发装置电感、电容值会发生漂移,进而影响到列车与站台之间的通信质量,最终造成列车运行出现晚点、不停站或冲出站台等问题。为了方便工作人员能够及时发现TGC系统的通信问题,设计一种便携式TGC检测装置,对TGC信号质量进行实时监测并记录,找到被测FSK信号的参数与环线通信装置谐振频率、补偿电容参数之间的关系,并建立对应的数据库。

关键词：轨道交通车地通信移频键控信号检测