城市轨道交通cbtc系统无线抗干扰研究

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1、Ｕ２８５．２８公开中图分类号：密级：ＵＤＣ本校编号：：讀Ｗ义遠义＃硕±学位论文论文题城市執道交通ＣＢＴＣ系统无线抗干扰目＝？徐呈０２１２６８８学号：研究生姓名：刘晓娟教授靴指导獅姓名；职称：工学硕去離专通信与信息’系统申请学位等级；化２０１５‘（Ｍ２０１５．０６：论文提交日期：论文答辩日期独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加Ｗ标注和致谢之处外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研。究成果

2、，也不包含获得兰州交通大学或其他教巧机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：線１签字Ｈ期；化巧年６月鬥学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州交通大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编Ｗ供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）》少学位论文作者签

3、名；咎至导师签名：羡爲爲｜签字■日期：１０巧年６月Ｒ签字Ｒ期；心分年＾月円硕士学位论文城市轨道交通CBTC系统无线抗干扰研究ResearchonWirelessAnti-interferenceofCBTCSystemsinUrbanRailTransit作者姓名：徐昱学科、专业：通信与信息系统研究方向：轨道交通通信系统学号：0212688指导教师：刘晓娟完成日期：2015年4月兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学硕士学位论文摘要基于通信的列车控制(CommunicationsBasedTrainC

4、ontrol,CBTC)系统具有高精度定位、双向连续车地通信等特点，能更好的实现列车移动闭塞控制，满足当今城市轨道交通中列车自动控制的需求。车地通信系统是其关键组成部分，主要采用IEEE802.11标准的无线局域网技术实现数据传输。然而该标准工作在频率为2.4GHz的工业、科学、医疗(IndustrialScientificMedical,ISM)频段，在城市无线网络飞速发展、覆盖面积日益增长的今天，容易受到外界无线信号的干扰。因此对CBTC无线通信系统的干扰成因进行分析，提出相应的抗干扰方案，提高CBTC系统的抗干扰能力，以保障列车的安全高效的运

5、行，对进一步发展城市轨道交通具有重要的意义。首先，对CBTC无线通信系统进行说明，给出适合实际的无线传播模型。对CBTC系统无线干扰进行详细分析，将干扰分为系统内部和外部干扰两种，指出AP(AccessPoint,AP)接入瓶颈问题和无线移动设备干扰问题是研究CBTC系统抗干扰的主要难点，并对现已有的抗干扰方案进行阐述，说明本文抗干扰方案的基础。其次，通过二维马尔可夫链对传统分布式协调(DistributedCoordinationFunction,DCF)协议进行分析与改进，给出车载天线节点数、竞争窗口大小和干扰移动无线保真(MobileWire

6、lessFidelity,MiFi)节点个数对CBTC系统吞吐量和传输时延的影响。针对AP接入瓶颈问题提出一种DCF的改进方案，分别对AP和车载天线(Vehicle-mountedAntenna,VA)制定不同的算法，以进一步减小CBTC系统内部干扰；提出一种自适应区间化的竞争窗口设置方案，根据MiFi节点个数设置合理的竞争窗口值，减小系统外部的干扰，提高CBTC系统的抗干扰能力；同时对传统指数退避算法进行分析，使用慢增慢减回退机制，从回退角度提高CBTC系统的抗干扰能力。最后，运用OPNET工具对CBTC无线通信系统进行仿真，修订系统DCF协议模

7、块并设置工作参数，分别对系统内部和系统外部无线干扰进行场景建模并仿真分析，对提出的抗干扰改进方案和传统DCF协议进行系统吞吐量和传输时延对比，仿真结果表明，本文所提出的改进抗干扰方案具有良好的效果，CBTC系统性能得到改善，一定程度上提高了系统的抗干扰能力。关键词：基于通信的列车控制；无线抗干扰；便携式无线路由器；分布式协调论文类型：应用研究-I-城市轨道交通CBTC系统无线抗干扰研究AbstractCommunicationBasedTrainControl(CBTC)systemshavemanycharacteristicssuchashig

8、haccuracypositioningandbidirectionaltrain-to-waysidedatacommu