[發(fā)明專利]用于磁浮交通跨越鋼枕的無線通信性能測試信道仿真系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010375916.0
• 申請日: 2020-05-07
• 公開（公告）號: CN111726184B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭國莘;張紅可
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: H04B17/391
• 分類號: H04B17/391;H04W4/42;H04W4/44;H04W24/06
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

本發(fā)明公開了一種用于磁浮交通跨越鋼枕的無線通信性能測試信道仿真系統(tǒng)，屬于磁浮交通通信領(lǐng)域。采用兩層圓筒狀開縫外殼，兩層外殼之間放置扇形可轉(zhuǎn)動金屬擋板，金屬擋板外接電動機和減速器，電動機和減速器通過控制計算機串口通信，發(fā)送指令以勻速轉(zhuǎn)動、變速轉(zhuǎn)動和停止轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動過程中擋板會遮擋開縫，對信號進行周期性的遮擋，形成圓筒內(nèi)與圓通外可以變化的無線通信信道，模擬列車運行時收發(fā)天線間被軌枕遮擋的情況，來模擬磁浮交通跨越鋼枕時運行時的無線信道的變化，在實驗室仿真測試磁浮交通多業(yè)務(wù)通信系統(tǒng)中各種業(yè)務(wù)傳輸?shù)目煽啃院唾|(zhì)量，通過改變無線信道儀信號傳輸方式和測量方法，以達到仿真目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于磁浮交通跨越鋼枕的無線通信性能測試信道仿真系統(tǒng)，屬于磁浮交通通信領(lǐng)域。

背景技術(shù)

磁浮交通采用無線通信系統(tǒng)承載CBTC(Communication Based Train Control,基于通信的列車控制)、列車運行狀態(tài)監(jiān)測的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，或同時承載無線列車調(diào)度、CCTV(Closed-Circuit Television,閉路電視監(jiān)控系統(tǒng))、PIS(Passenger InformationSystem,乘客信息系統(tǒng))、緊急文本等其他業(yè)務(wù)。為了保障車地通信的穩(wěn)定性和質(zhì)量，需要對車地通信無線信道進行測量，確定列車在運行時系統(tǒng)上下行鏈路的傳輸時延、丟包率和吞吐量。

在中低速磁浮無線通信系統(tǒng)中，地面設(shè)備通過漏泄電纜收發(fā)無線信號，漏纜鋪設(shè)于磁懸浮軌道兩導(dǎo)軌中間的軌枕下方，輻射開口方向向上；車載天線位于列車車頭底部，輻射方向向下，與地面漏纜互為收發(fā)天線。這種鋪設(shè)方式的優(yōu)點是收發(fā)天線距離近且恒定，對信號收發(fā)功率的控制更加精確。但由于磁懸浮軌枕的材質(zhì)為鋼材，無線信號無法穿透，在列車運行時，車載天線有時會跨越鋼枕，信號主徑會被遮擋，因此接收信號功率會有明顯的衰減，隨著列車的運行，軌枕會對信號進行近似周期性的遮擋，而使無線信號在磁浮通信中出現(xiàn)近似周期性的衰減波動。為了研究此系統(tǒng)通信特性對磁浮通信業(yè)務(wù)的影響，需要對車地?zé)o線信道進行測量。

但由于磁浮無線通信系統(tǒng)過于龐大，在實驗線上測試條件有限，不能完全達到測試目的，于是需要一個測量儀器和方法，以滿足在實驗室中進行模擬測試。

目前，實驗室內(nèi)所采用的測試方法是使用一種程控衰減的無線信道仿真儀，來模擬車地通信無線信道。現(xiàn)有的儀器和方法主要針對的是傳統(tǒng)磁浮交通通信系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)中，天線或漏泄電纜鋪設(shè)在軌旁和列車上，由于收發(fā)天線間一般情況下沒有突變的遮擋物，信號在無線信道中傳輸時信號衰減較為平滑，程控?zé)o線信道仿真儀就是針對這種特點設(shè)計的，其仿真方法是根據(jù)收發(fā)天線的距離和電磁波無線信道衰減模型通過數(shù)學(xué)方法計算信號的理論衰減，或通過實測數(shù)據(jù)以1米為間隔取值，將收發(fā)天線間距不同距離時的信號衰減值導(dǎo)入信道儀上位機控制程序，然后通過程序計算收發(fā)天線間距，以獲取當(dāng)時的信道衰減。信道儀信號的實際衰減通過信道儀內(nèi)部的程控衰減矩陣實現(xiàn)。但是由于仿真模式和程控機硬件限制，這種儀器和方法不能完全適用于上文所述的中低速磁浮通信系統(tǒng)。在中低速磁浮系統(tǒng)中漏泄電纜的鋪設(shè)方式與傳統(tǒng)磁浮交通不同，由于軌枕的遮擋而產(chǎn)生無線信號衰減的波動利用傳統(tǒng)的程控衰減信道儀不能完整的模擬。

為了在實驗室研究這種信道衰減的波動對無線系統(tǒng)上下行鏈路的傳輸時延、丟包率和吞吐量的影響，因此發(fā)明一種能夠使信號被周期性遮擋而模擬中低速磁懸浮無線系統(tǒng)的信道仿真系統(tǒng)是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種用于磁浮交通跨越鋼枕的無線通信性能測試信道仿真系統(tǒng)，確保符合中低速磁懸浮無線系統(tǒng)測試場景，在實驗室仿真測試磁浮交通多業(yè)務(wù)通信系統(tǒng)中各種業(yè)務(wù)傳輸?shù)目煽啃院唾|(zhì)量，通過改變無線信道儀信號傳輸方式和測量方法，以達到仿真目的。

為達到上述發(fā)明創(chuàng)造目的，本發(fā)明采用如下方面構(gòu)思：

本發(fā)明需有以下假設(shè)：

1.中低速磁懸浮中采用無線通信技術(shù)實現(xiàn)多業(yè)務(wù)的承載。