基于LTE-R的高速列車定位方法研究.pdf

1、隨著近年來我國鐵路行業(yè)的快速發(fā)展,高速鐵路已成為鐵路運(yùn)營部門的一張新名片。動(dòng)車組列車給乘客帶來了出行便利和舒適環(huán)境的同時(shí),它的高速度運(yùn)行也對(duì)鐵路部門的安全和高效運(yùn)營提出了新的挑戰(zhàn)。
　　鐵路部門需要實(shí)時(shí)對(duì)每一列車定位,即準(zhǔn)確獲得列車在線路上所處的位置,以保證行車安全。傳統(tǒng)鐵路的列車定位方法有軌道電路法、查詢—應(yīng)答器法等,以及應(yīng)用于其它軌道交通方式的交叉感應(yīng)環(huán)線法和擴(kuò)頻無線電法等新型定位方法。針對(duì)這些方法中存在的只能點(diǎn)式定位、精度不

2、高、大量設(shè)立軌旁設(shè)備等弊端,本人提出了一種利用鐵路專用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)高速列車進(jìn)行無線定位的方法。該方法具有定位精度較高、實(shí)現(xiàn)連續(xù)定位、節(jié)約成本開銷等優(yōu)勢。然而無線通信的信道具有的不確定性,容易使無線信號(hào)在傳送過程中受到噪聲干擾、多徑衰落、路徑損耗等因素影響,這些影響將進(jìn)一步導(dǎo)致無線信號(hào)攜帶的信息參數(shù)測量不準(zhǔn)確,造成部分地區(qū)的定位精度較低。因此如何合理設(shè)計(jì)定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和流程也是本文研究的關(guān)鍵內(nèi)容。
　　為此,本文擬從高速鐵路移動(dòng)通

3、信的發(fā)展趨勢入手,對(duì)基于長期演進(jìn)計(jì)劃應(yīng)用(Long Term Evolution for Railway, LTE-R)的高速列車定位方法展開深入研究。LTE作為公共的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng),具有數(shù)據(jù)速率高、移動(dòng)性好、服務(wù)質(zhì)量優(yōu)、安全性好等特點(diǎn),其應(yīng)用于鐵路的版本 LTE-R由國際鐵路聯(lián)盟提出,它對(duì)鐵路通信技術(shù)的發(fā)展起著巨大的推動(dòng)作用?；?LTE-R的高速列車定位方法主要思路是:利用鐵路專用移動(dòng)通信系統(tǒng)LTE-R的網(wǎng)絡(luò)對(duì)列車實(shí)施無線定位,

4、即由接收設(shè)備對(duì)發(fā)射設(shè)備發(fā)出的無線電波參數(shù)進(jìn)行測量,并對(duì)測量值進(jìn)行相關(guān)估計(jì),進(jìn)而測算出發(fā)射或者接收設(shè)備的位置。
　　論文內(nèi)容安排如下:首先介紹了現(xiàn)有的列車定位方式和鐵路專用通信的發(fā)展,研究了 LTE物理層相關(guān)參數(shù)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),闡述了無線定位方式的分類以及使用無線方式進(jìn)行列車定位的優(yōu)勢,同時(shí)還分析了列車的無線定位方式的選擇相比于公網(wǎng)中的無線定位的特殊性,如鐵路對(duì)列車的約束性和定位基站之間的位置關(guān)系等;接下來,論文提出了基于 LTE-R的