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浏览地铁无线通信抗干扰优化方法研究
摘要:无线AP作为轨道信号各种系统通信的核心设备,其通信质量影响着整个地铁的运行可靠性,保证无线AP的通信质量至关重要。由于部分地铁轨道在路面上和高架桥上,列车MR和固定AP处在室外空间,MR和AP通信时会受到其他信号源的干扰,比如基站信号、附近工厂所用的民用通信设备Lo Ra,Zigbee等发射的信号,这将导致地铁无线通信系统通信异常,本文基于对几种抗干扰解决方案的优缺点及可行性进行分析并对其存在的问题优化后,结合其他解决干扰的措施和手段提出了一种在轨道上加装屏蔽网的优化方案,该方案从切断干扰源路径、减小干扰信号强度以及保护敏感设备角度出发,彻底解决了影响处在室外空间AP正常通信的干扰源。本文将对影响地铁无线通信系统通信的干扰源以及干扰原理进行分析与介绍,对提出的抗干扰优化方案进行理论计算以及建模和仿真。对干扰源及干扰原理进行分析和介绍,干扰源分析与介绍包括对干扰源的类型进行分类及对干扰源频段进行分析。干扰源类型分为隧道内干扰源和开阔地带和高架桥干扰源,干扰源频段主要是各种移动通信基站频段,比如移动基站B40和B4,还有联通的B7等,但是对地铁通信系统干扰影响最大的频段就是离地铁通信频段(2.4-2.485GHz)最近的移动基站B40(2.3-2.4GHz)。干扰原理主要包括对信噪比进行定义并分析引起信噪比恶化的原因。对提出的屏蔽网方案进行理论计算,包括对无线AP接收的最大噪底及基站信号从发射到屏蔽网附近中间的路损进行计算,根据基站信号发射功率计算屏蔽网要达到的效果,然后分析并计算干扰信号穿过屏蔽网的吸收损耗以及干扰信号发生绕射所产生的损耗,最后根据不同材质、不同金属丝直径和不同网孔大小的屏蔽网对干扰信号的屏蔽效能进行理论评估。根据对屏蔽网的理论分析和计算,以及确定好的金属材质及直径还有网孔的大小参数数据,对屏蔽网进行模型设计,并利用电磁仿真软件HFSS,在该平台搭建仿真模型,模拟高架轨道、无线AP、基站以及屏蔽网,分别在不同材质、不同金属丝直径及不同网孔大小的情况下进行仿真,得到发射源到接收源的增益(传输系数)曲线,然后将数据导出,根据屏蔽效能与传输系数的关系最后得出屏蔽网对不同频段信号的屏蔽效能曲线,通过分析验证了屏蔽网对屏蔽干扰信号且不影响地铁通信系统正常通信的有效性。
关键词:无线AP;基站信号
文章目录
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景与意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题意义
1.2 研究现状
1.3 研究内容及结构安排
1.3.1 研究内容
1.3.2 章节安排
第二章 干扰源分析及干扰原理
2.1 干扰源分析
2.1.1 干扰源的类型分类
2.1.2 干扰信号源的频段
2.1.3 干扰信号的功率
2.2 干扰原理
2.2.1 信噪比的定义
2.2.2 信噪比恶化原因
2.2.3 强信号引起接收机信噪比恶化
2.3 本章小结
第三章 地铁无线通信系统抗干扰解决方案
3.1 基站侧加装滤波器
3.1.1 抗干扰原理
3.1.2 实施方案
3.1.3 优缺点及可行性分析
3.2 加装信号放大模块
3.2.1 抗干扰原理
3.2.2 实施方案
3.2.3 优缺点及可行性分析
3.3 地铁通信系统射频前端电路中加装滤波器
3.3.1 抗干扰原理
3.3.2 实施方案
3.3.3 优缺点及可行性分析
3.4 屏蔽网
3.4.1 抗干扰原理
3.4.2 实施方案
3.4.3 优缺点及可行性分析
3.4.4 屏蔽网对地铁无线通信系统的影响
3.5 本章小结
第四章 抗干扰优化方案的理论计算
4.1 屏蔽效能的定义
4.2 屏蔽效能的理论计算
4.2.1 屏蔽干扰源的要求
4.2.2 无线信号绕射损耗
4.2.3 屏蔽网的屏蔽效能计算
4.3 本章小结
第五章 抗干扰优化方案的建模与仿真
5.1 HFSS电磁仿真软件的选择
5.2 模型的建立
5.2.1 建立模型
5.2.2 设置参数
5.3 仿真结果的分析
5.3.1 加装屏蔽网前仿真结果分析
5.3.2 传输系数与电磁屏蔽效能的关系
5.3.3 加装屏蔽网后的仿真结果与分析
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文工作总结
6.2 主要创新点
6.3 不足及展望
参考文献
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