鞍山地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計畢業(yè)論文.doc

第 0 頁 共 51 頁 本科生畢業(yè)論文（設計）本科生畢業(yè)論文（設計） 鞍山地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計鞍山地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計 作者姓名： * 指導教師：* 教授 申請學位級別： 本科學科類別：*學 學科專業(yè)名稱： 論文提交日期： 2015 年*月*日論文答辯日期：2015 年*月*日 學位授予日期： 答辯委員會主席： 評閱人： * 大 學 2015 年*月 *日 第 1 頁 共 51 頁 獨創(chuàng)聲明 本人聲明所呈交的學位論文是在導師的指導下完成的。論文中取得的研究成果除 加以標注和致謝的地方外，不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包括本 人為獲得其他學位而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均 已在論文中作了明確的說明并表示誠摯的謝意。 學位論文作者簽名： 簽 字 日 期： 學位論文版權使用授權書 本學位論文作者和指導教師完全了解*大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定：即 學校有權保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和磁盤，允許論文被查閱和 借閱。本人同意*大學可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索、 交流。 （如作者和導師同意網(wǎng)上交流，請在下方簽名：否則視為不同意） 學位論文作者簽名： 導 師 簽 名： 簽 字 日 期： 簽 字 日 期： 第 2 頁 共 51 頁 a a thesisthesis forfor thethe degreedegree ofof mastermaster inin controlcontrol theorytheory andand controlcontrol engineeringengineering studystudy onon thethe catalyticcatalytic activityactivity ofof oxygenoxygen reductionreduction andand preparationpreparation ofof cobaltcobalt oxideoxide catalystcatalyst by * supervisor： professor * *university*university * * 20152015 遼寧科技學院畢業(yè)論文 3 第 3 頁 共 51 頁 摘摘 要要 隨著鐵路運營的不斷擴大，旅客的不斷增加，原來的鞍山地區(qū)鐵路專網(wǎng)已經(jīng)不能 適應新的社會要求。本方案立足于鐵路專網(wǎng)設計總體目標，重點解決，對于四小區(qū)我 們還做一些特殊的處理，讓所處小區(qū)天線能夠指向鐵路沿線的兩個方向，這不僅能夠 節(jié)省建站的費用，還能解決小區(qū)切換過快的問題，再其次火車本身的結構特點，不同 的火車上的信號衰減是不同的，為了克服這一點，我們就得考慮基站的選址距離火車 的垂直距離，但必須避免“塔下黑”和“穿透損耗急劇增強,。這就必須解決掠射角的 問題且這角必須在 10 度以上。對各種列車的穿透損耗進行了測試與分析，通過引入標 準傳播模型以及對地貌因子的校正，為基站位置和天線放置位置的正確選擇提供了依 據(jù)；同時通過建立行駛列車中乘客的話務模型和數(shù)據(jù)業(yè)務模型，提出了各專網(wǎng)小區(qū)的 載頻配置原則。方案所提及關鍵技術和指導原則均在鞍山專網(wǎng)覆蓋建設中得到應用， 效果明顯，表明此方案對于鐵路專網(wǎng)建設具有指導性、實用性和有效性。 本文對鞍山地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計進行整體分析，明確了地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計的可行性 和用戶需求；根據(jù)模塊化原理，規(guī)劃設計了地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計功能模塊；在數(shù)據(jù)庫設 計部分，詳細說明了地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計數(shù)據(jù)庫的結構和數(shù)據(jù)庫的完整性、安全性措施； 程序設計則采用面向對象的程序設計思想，提出地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計的程序設計思路， 對前臺與后臺功能的程序實現(xiàn)進行了詳細論述；地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計測試部分，具體分 析測試過程中出現(xiàn)的主要問題，并提出了解決方案，實現(xiàn)地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計功能。對 地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計作以客觀、全面的評價，并對進一步改進提出了建議，最后結束語 并致謝總結本設計。 關鍵詞：鞍山；鐵路；地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計 遼寧科技學院畢業(yè)論文 4 第 4 頁 共 51 頁 abstract with the increasing development of network technology, computer application level, the original system effectiveness, the data accuracy, convenience of operation has the insufficiency, has affected the normal use of the system. after in-depth study of comparison, decided to re design and development of the supermarket management system management system uses the latest r internet 遼寧科技學院畢業(yè)論文 5 第 5 頁 共 51 頁 目目 錄錄 摘 要i abstractii 目 錄.iii 第 1 章 緒 論.1 1.1 課題開發(fā)背景 .1 1.2 課題開發(fā)意義及現(xiàn)狀 .1 1.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 .2 1.4 設計要求2 第 2 章 需求分析3 2.1 可行性分析.3 2.1.1 經(jīng)濟可行性 .3 2.1.2 技術可行性 .4 2.1.3 操作可行性 .4 2.1.4 可行性研究結論 .4 第 3 章 地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計設計.10 3.1 地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計結構 10 3.2 開發(fā)及運行環(huán)境介紹 12 第 4 章 詳細設計.18 第 6 章 總 結42 結束語43 致 謝.44 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 6 頁 共 51 頁 6 第 1 章 緒 論 1.11.1 課題開發(fā)背景課題開發(fā)背景 鞍山地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計，最終目的是如何經(jīng)過深入的研究對 鞍山地區(qū)鐵路 專網(wǎng)進行優(yōu)化設計，使鞍山地區(qū)鐵路運營更加高效安全，該地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計 在設計研發(fā)過程中時刻與任務書中特定的需求分析相結合，在規(guī)定框架內(nèi)通過 代碼編程優(yōu)化及數(shù)據(jù)庫管理配合，最終完成該地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計的設計任務。 該設計的出發(fā)點以先進的信息技術為手段，對信息進行采集、整理、加工、 傳播存貯和利用的過程，對信息活動過程進行戰(zhàn)略規(guī)劃，對信息活動中的要素 進行計劃、組織、領導和決策過程，力求資源有效配置、共享管理、協(xié)調(diào)運作， 以最少的消耗創(chuàng)造最大的效益。 本設計從需求分析出發(fā)提出了該地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計的整體設計思想與框架， 簡要介紹了 鞍山地區(qū)鐵路專網(wǎng)布局，并詳細介紹了優(yōu)化方案及解決問題，經(jīng)過 深入研究開發(fā)初衷就是為了解決之前舊版本在布局方面的不足及缺陷，運用新 的設計理念及模式進行重新發(fā)開設計，使其在利用方面得到更大的作用。 1.21.2 課題開發(fā)意義課題開發(fā)意義 鞍山地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計首先得考慮鐵路所處環(huán)境與其他通信環(huán)境的大大不 同，因此選擇怎樣的設備和信號的發(fā)射功率都必須重視。其次，基站選址。對 于小區(qū)我們還做一些特殊的處理，讓所處小區(qū)天線能夠指向鐵路沿線的兩個方 向，這不僅能夠節(jié)省建站的費用，還能解決小區(qū)切換過快的問題，再說火車是 高速移動的，這必然會引起嚴重的多普勒頻移問題，故就必須對其采用相應的 處理。再其次火車本身的結構特點，不同的火車上的信號衰減是不同的，為了 克服這一點，我們就得考慮基站的選址距離火車的垂直距離，但必須避免“塔 下黑”和“穿透損耗急劇增強,。這就必須解決掠射角的問題且這角必須在 10 度以上。在鐵路沿線的基站一般都考慮用室外一體化機房，基站塔都選用簡易 塔,對于在一下沒法架設基站塔的地方，如河面上，火車隧道，這兩個地方，就 可以采用一定量的泄露式天線，在隧道里將天線置于隧道的頂部。 總體來說， 鞍山地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計就是希望利用最優(yōu)化的專網(wǎng)布局，給鞍 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 7 頁 共 51 頁 7 山地區(qū)鐵路運營提高效率及安全性。防止出現(xiàn)安全隱患，以全局出發(fā)，做到詳 細周到萬無一失。 1.31.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 鞍山地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計建設是目前鞍山鐵路運營必不可少的組成部分。國 外在地區(qū)鐵路專網(wǎng)的研發(fā)及運用已經(jīng)相當成熟了，每條專線，每個列次都做到 詳細的布局，從整體出發(fā)，針對不同的問題及時解決。我國的鐵路運營發(fā)展較 慢，目前還處于發(fā)展初期，很多技術及設備都沒有達到先進水平，所以在這方 面我們需要加大投入力度進行深入的研發(fā)設計，及時發(fā)現(xiàn)設計過程中的不足與 缺陷，借鑒國外先進的技術與理念進行分析研究解決。 1.41.4 設計要求設計要求 鞍山地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計首先得考慮鐵路所處環(huán)境與其他通信環(huán)境的大大 不同，因此選擇怎樣的設備和信號的發(fā)射功率都必須重視。其次，基站選址。 對于小區(qū)我們還做一些特殊的處理，讓所處小區(qū)天線能夠指向鐵路沿線的兩個 方向，這不僅能夠節(jié)省建站的費用，還能解決小區(qū)切換過快的問題，再說火車 是高速移動的，這必然會引起嚴重的多普勒頻移問題，故就必須對其采用相應 的處理。再其次火車本身的結構特點，不同的火車上的信號衰減是不同的，為 了克服這一點，我們就得考慮基站的選址距離火車的垂直距離，但必須避免 “塔下黑”和“穿透損耗急劇增強,。這就必須解決掠射角的問題且這角必須在 10 度以上。在鐵路沿線的基站一般都考慮用室外一體化機房，基站塔都選用簡 易塔,對于在一下沒法架設基站塔的地方，如河面上，火車隧道，這兩個地方， 就可以采用一定量的泄露式天線，在隧道里將天線置于隧道的頂部。 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 8 頁 共 51 頁 8 第 2 章 需求分析 本章從地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計開發(fā)的可行性分析，需求分析方面對地區(qū)鐵路專 網(wǎng)設計開發(fā)的初期工作進行介紹。 2.12.1 可行性分析可行性分析 可行性分析(feasibility analysis)也稱為可行性研究，是在鞍山地區(qū)鐵 路專網(wǎng)設計調(diào)查的基礎上，針對新設計的開發(fā)是否具備必要性和可能性，對新 地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計的開發(fā)從技術、經(jīng)濟、社會的方面進行分析和研究，以避免 投資失誤，保證新地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計的開發(fā)成功。可行性研究的目的就是用最 小的代價在盡可能短的時間內(nèi)確定問題是否能夠解決。為了確定開發(fā)具有可行 性，對本地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計主要進行了以下四個方面的分析。 (1) 經(jīng)濟可行性。經(jīng)濟可行性主要是對項目的經(jīng)濟效益進行評價。本地區(qū) 鐵路專網(wǎng)設計是一項國家鐵路任務，所以資金方面沒有問題，而且開發(fā)周期不 需要太長，節(jié)省了人力、物力、財力資源，所以本地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計在經(jīng)濟上 是可行的。 (2) 技術上的可行性。技術上的可行性分析主要是分析技術條件能否順利 完成開發(fā)工作，因此具有技術上的可行性。 (3) 時機可行性。時機可行性是分析地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計開發(fā)時機是否成熟。 因此地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計的設計具有時機可行性。 (4) 管理上的可行性：主要是管理人員是否支持，現(xiàn)有的管理制度和方法 是否科學，規(guī)章制度是否齊全，原始數(shù)據(jù)是否正確等。地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計的開 發(fā)主要就是為了方便校友信息的管理，補充現(xiàn)在傳統(tǒng)管理方式的不足，因此具 備了管理上的可行性。 2.1.42.1.4 可行性研究結論可行性研究結論 通過上面對于經(jīng)濟、技術和操作等方面的可行性分析，得到這樣一個結論： 鞍山地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計建設地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計是目前該行業(yè)所需要的，有很大 的發(fā)展空間，因此可以確定本地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計的開發(fā)完全必要，而且是可行 的，可以立項開發(fā)。 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 9 頁 共 51 頁 9 crh 簡介 zqjp在本次鐵路提速的同時，鐵道部引入了 crh 這一新型列車， 該列車全稱為“中國高速鐵路列車”，crh 是（china railway high-speed）英文字母的縮寫。該列車分為 crh1、crh2、crh3 和 crh5 這 4 個種類，其中，crh1、2、5 均為 200 公里級別（營運速度 200km/h，最高速度 250km/h）。 crh3 為 300 公里級別（營運速度 330km/h，最高速度 380km/h）。而 crh2 具有提升至 300km 級別的 能力。*n dvfp6|p/x 表 1：crh 列車基本信息表 列車類型 運營速度 最高速度 載客人數(shù) 列車長度 列車材質 crh1 200km/h 250km/h 670 213.5m 不銹鋼 crh2 200km/h 250km/h 610 201.3m 中空鋁合金車體 crh3 330km/h 380km/h 暫無 200.0m 暫無4u$*mwg crh5 200km/h 250km/h 604 205.2m 中空鋁合金車體#y+f-v6+dg,u“ub 三、 高鐵專網(wǎng)設計方案2x“kr c ck)b5l 專網(wǎng)設計目標 列車中的用手機用戶進行通信時，由于受到高速移動過程中的快衰 弱影響，列車材質對無線信號衰減的影響，往往會發(fā)生切換混亂， 無法接通，掉話等現(xiàn)象。另外，由于組網(wǎng)過種中涉及的位置區(qū)過多， 在 lac 邊界處又會由于大量位置更新而造成 sdcch 溢出。因此，鐵 路專網(wǎng)設計的目的就是在克服上述影響的情況下，提高通信質量， 從而提高用戶感知度。因此，本次專網(wǎng)設計的目標值為列車內(nèi)電平 強度達到(-85dbm-80dbm)，dt 指標盡量達到集團要求的城市 dt 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 10 頁 共 51 頁 10 測試標準。k/m l1c 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 11 頁 共 51 頁 11 tp3.2 列車穿透損耗測試 高鐵專網(wǎng)設計中，首先要對各列車類型做相關的穿透損耗測試，以 穿透損耗最大的車種作為設計基礎，來確保用戶在各種車型中都可 以獲得正常的通話電平值。為此，我們對鐵路鞍山段行駛的 t 型列 車、k 型列車、龐巴迪列車和子彈頭 crh2 型列車逐一做了相關測試 工作。其中測試發(fā)信工具采用愛立信發(fā)設設備、定向天線支架和衰 減器，該設備安裝在列車外空地上；測試收信設備采用 sagem ot290，該設備將在車廂外及車廂內(nèi)多點處進行接收采樣，從而比較 出車廂內(nèi)外的電平值差異。 3.2.1 t 型列車測試 m(z)gh.d 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 12 頁 共 51 頁 12 xe 車廂類型 位置 接收電平(dbm) 衰耗值(db) 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 13 頁 共 51 頁 13 硬座車廂 a 點 -60 0 a1 點 -75 15 b 點 -60 05sg-z#ij$v:w b1 點 -61 1y0r2 gym b2 點 -72 12 c 點 -61 0 c1 點 -61 0“icod c2 點 -74 13hy5m+g(y2p/f(h0g(n t 型列車車窗比較大，車窗玻璃衰耗很小，衰耗約為 2dbm；車內(nèi)綜 合衰耗(人體、座椅等)約為 10db；播音室損耗 16db。 3.2.2 k 型列車測試 3：k 型列車測試結果 位置 接收電平(dbm) 衰耗值(db) 硬座車廂 a 點 -60 0 a1 點 -76 16 d 點 -80 20 b 點 -61 0ug*v20i?:gb1 點 -63 2? w%e:t /owp b2 點 -72 11 c 點 -62 0 gfh,k99k+tn.f c1 點 -64 2 c2 點 -74 12 軟臥車廂 e 點 -61 0 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 14 頁 共 51 頁 14 e1 點（門開） -67 6)x$r3e1j;op 普通 k 型列車窗玻璃衰耗約為 3db；車內(nèi)綜合衰耗(人體、固定物) 約為 10db；值班室或播音室衰耗約為 16 db；臥鋪車廂車體衰耗約 為 7db，臥鋪車廂門衰耗約為 7db。v-cjbzz3ug-dp)w z“m%e軟臥車廂 a 點 -53 03xprfm%y c 點 -70 17(eyv3j c?$f a f 點(門開) -74 21 az8mc-d-| f 點(門關) -77 24 b 點 -52 0 d 點 -72 20 e 點(門開) -76 24 e 點(門關) -79 27n;x龐巴迪車體衰耗約為 17 db，車廂內(nèi)空間衰耗 約為 4 db（相比 t 和 k 型列車，車廂內(nèi)的人非常少），臥鋪車廂門 衰耗約為 3 db。.i a8yz b;g 測試小結 通過對上述類型的列車進行穿透損耗測試，可以發(fā)現(xiàn)新型 crh 列車 的穿透損耗未高于龐巴迪列車，因此鞍山段的專網(wǎng)設計中，假如要 求車廂內(nèi)提供用戶通信的電平值要達到-85dbm 以上，則列車車廂外 的覆蓋電平需達到-60dbm。 各車型穿透損耗總結 車型 普通車廂（db） 臥鋪車廂（db） 播音室中間過道（db） 綜 合考慮的衰減值 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 15 頁 共 51 頁 15 t 型列車 12 16 12d!z-p3c2j d_ k 型列車 13 14 16 14 龐巴迪列車 24 24 crh2 列車 10 10 專網(wǎng)設計采用值 24( 3.3 重疊覆蓋距離估算-t+(h;,o0aex 3.3.1 手機重選與切換;x e gsm 通信事件中，小區(qū)重選與小區(qū)切換需要一定的時間來完成接續(xù) 工作。其中小區(qū)重選規(guī)則中，當手機測量到鄰小區(qū) c2 高于服務小區(qū) c2 值且維持 5 秒鐘，手機將發(fā)起小區(qū)重選，若在跨位置區(qū)處，則鄰 小區(qū) c2 必須高于服務小區(qū) c2 與 crh 設置值的和且維持 5 秒鐘，手 機發(fā)起小區(qū)重選和位置更新。而在小區(qū)切換過程中，通常測量報告 在經(jīng)過設定的 sacch 窗口值平滑后，經(jīng) bsc 判斷，將發(fā)起小區(qū)切換， 而整個切換的時間取決于 sacch 的設置值，該值通常設為 8。4r3icun5a小區(qū) 重選與小區(qū)切換 通信事件 滿足條件 估算時長 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 16 頁 共 51 頁 16 小區(qū)重選 c2（鄰）c2（服務）且時間達到 5 秒 5 秒 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 17 頁 共 51 頁 17 位置更新 c2（鄰）c2（服務）crh（服務）且時間達到 5 秒 5 秒;g?6o+$n8 小區(qū)切換 rxlev(鄰）rxlev(服務）且時間達到給定的 sacch 設定 值 小于 5 秒 j gf*?/f 列車時速與重疊覆蓋距離q g0m：在研究專網(wǎng)小區(qū)重疊覆蓋區(qū)域的同時，假 定重疊區(qū)域覆蓋是均勻的。在左圖中，點 a、c 和點 b、d 分別是兩 個小區(qū)的邊界，e 點為兩小區(qū) rxlev 等值點。bc 段為兩小區(qū)重疊覆 蓋距離。取小區(qū)重選與小區(qū)切換較長的時間（5 秒鐘）作為計算基 礎，若列車由小區(qū) 1 行駛至小區(qū) 2，則列車在 ec 段之內(nèi)必須完成小 區(qū)重選或小區(qū)切換，因此重疊覆蓋距離 bc 段的列車行駛時間為 10 秒鐘，按照公式：vu(owgkr(jn 在列車在市區(qū)時的進站和出站時由于是變速行駛，我們給出的平 均速率為 180km/h，折 50m/s；在列車均速行駛時，按照其運營速率 200km/h，折算等于 55m/s；按照其最大速率 250km/h，折算等于 70m/s。因此專網(wǎng)小區(qū)的最小重疊覆蓋距離為市區(qū)內(nèi)平均 330m，市 區(qū)按運營速率計算為 550m，按最大速率計算為 700m。 表 8：專網(wǎng)小區(qū)重疊覆蓋距離 區(qū)域 市區(qū)內(nèi) 市區(qū)外 r9_ e-r5l9xr c 運營速率 最大速率 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 18 頁 共 51 頁 18 最小重疊距離 500m 550m 700m 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 19 頁 共 51 頁 19 mw)zp7q0 建議設計的重疊距離 600m 660m 840m 3.4 傳播模型采用 在無線規(guī)劃中，采用合適的傳播模型可以準確地預估所需要的基站 數(shù)量以及覆蓋強度，而在鐵路專網(wǎng)的設計中，我們采用的傳播模型 是 alcatel a9155 v6 中的標準傳播模型（spm 模型）。 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 20 頁 共 51 頁 20 3.4.1 傳播模型簡介+f j rlj alcatel a9155 v6 中的標準傳播模型（spm 模型）以 cost231-hata 經(jīng)驗模型為基礎，可用于 150-2000mhz 的無線電波傳播損耗預測， 作為無線網(wǎng)絡規(guī)劃的傳播模型工具，具有較好的準確性和實用性。a:q0sz-e spm 傳播模型/shv $f spm 模型的數(shù)學表達形式是： 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 21 頁 共 51 頁 21 j%lp q x;g-?h“ （式 1） 表 9：spm 模型各地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計含義 系數(shù) 說明 默認值 k1 頻率相關因子 12.4 k2 距離衰減因子 44.9 k3 基站發(fā)射天線有效高度相關因子 5.83)j-hls x k4 衍射計算相關因子 0 k5 發(fā)射天線有效高度和傳播距離相關因子 -6.55 k6 移動臺接收天線有效高度相關因子 0*eu0y.w-qwu kclutter 地貌相關因子 1 表 10：spm 模型默認值參見表 1 wi0h6e$i;z-u k 參數(shù) 含義 量綱 d 發(fā)射點到接收點的直線距離 m heff 基站天線有效高度 m3z8gsqh# diffraction 衍射損耗 db 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 22 頁 共 51 頁 22 hmeff 移動臺天線有效高度 mk/n,hg4| d 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 23 頁 共 51 頁 23 j 3.4.2 傳播模型校正原理及方法*ocm- f 在無線網(wǎng)絡規(guī)劃中，通常使用經(jīng)驗的傳播模型預測路徑損耗中值， 不同的模型可應用于不同的無線場景。在這些模型中，影響電波傳 播的一些主要因素，如收發(fā)天線距離、天線相對高度和地型地貌因 子等，都作為路徑損耗預測公式的變量或函數(shù)。但是實際的無線環(huán) 境千變?nèi)f化，因此傳播模型在具體應用時，需要對模型中各系數(shù)進 行必要的修正，從而找到合理的函數(shù)形式，這個過程就是傳播模型 校正。 3.4.2.1 spm 校正原則tiy9mfy+zqcvb 盡管 spm 模型的各個因子都是可以進行校正的，但在實際應用中由 于所能采集的數(shù)據(jù)有限，并且在特定應用場合中所關注的因子并不 相同，因此模型校正的總原則是：對于特定應用場景，對重點相關 因子進行修正。 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 24 頁 共 51 頁 24 k1 是與頻率相關的因子，對于 gsm 900m 或 1800m，可以取默認值 12.4。 e/shos k2 是反映模型校正區(qū)域內(nèi)總體無線環(huán)境特征的參數(shù)，能普遍適用于 模型校正區(qū)域。如果應用場景屬于 k2 對應的無線環(huán)境，k2 可以取 相應的默認值。 k3 是與天線有效高度相關的因子，由于天線掛高在測試過程中保 持不變，而且測試的距離通常在 3km 范圍內(nèi)，天線覆蓋區(qū)域內(nèi)的地 形變化通常并不明顯。因此在整個測試過程中 k3 對模型的準確性影 響較小，不建議對 k3 進行校正。xb|9zce us k4 是與衍射計算相關的因子。如果測試區(qū)域內(nèi)，圓錐體（劈尖）或 圓柱體物體（建筑）所占比例較少，邊緣繞射或曲面繞射對總場波 傳播的損耗有限，因此建議 k4 取為 0。 k5 是對 k2 和 k3 兩個影響因子的綜合，建議取默認值。.b “o+8p k6 是與移動臺天線有效高度相關的因子。類似于 k3 因子，不建議 k5 進行校正。 o;k9h0b-h ? kclutter 是地形地貌因子。無線網(wǎng)絡規(guī)劃的對象之一是不同的無線 環(huán)境，而無線環(huán)境的表現(xiàn)載體是豐富的地形地貌?，F(xiàn)階段對 gsm 傳 播模型校正的主要任務集中在 kclutter 的確認和修正。 3.4.2.2 spm 校正流程 測試數(shù)據(jù)采集:kl!ga*d_ 模型校正結果的準確性很大程度上依賴于路測采集數(shù)據(jù)的可靠性。 數(shù)據(jù)采集的原則包括： 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 25 頁 共 51 頁 25 （1）測試采集數(shù)據(jù)應至少包括經(jīng)度、緯度和場強信息。 （2）測試采集數(shù)據(jù)應當能很好地反映測試信號的中值，避免因采 集數(shù)據(jù)中所包含的快衰落未被濾去而影響校正的準確性，并注意測 量數(shù)據(jù)的突然變化。l z*cxv“ （3）單位時間、單位距離內(nèi)的采樣點數(shù)可參考李氏定理。d1y8m0bo4j) zsv-j 接收信號-接收機靈敏度10db 接收信號-底噪20db 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 27 頁 共 51 頁 27 數(shù)據(jù)預處理 由于數(shù)據(jù)采集設備測到的場強數(shù)據(jù)為信號的瞬時值，其中包含著快 衰落成分，需要進行數(shù)據(jù)預處理。 當接收機距離發(fā)射機比較遠時，接收信號強度很低，因接收機靈敏 度的影響，其測量值往往不準確；對于測試信號，底部噪聲在遠端 接收信號中的比例比較大，不利于模型校正，所以遠端的測試點應 予以去除。t)l.bpa8t,f 當接收機位于基站附近時，由于受天線垂直方向圖的影響，接收信 號的功率主要受到基站附近建筑物和街道走向的影響，因此離基站 很近的測試數(shù)據(jù)不能用于傳播模型校正。 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 28 頁 共 51 頁 28 在測試過程中，由于人為失誤或設備故障，可能會出現(xiàn)偏差很大的 測量數(shù)據(jù)，另外由于測試中行車路線受路況限制，可能偏離測試方 案預定的測試區(qū)域。為了防止這些數(shù)據(jù)對模型校正的影響，在模型 校正之前應予以濾除。;w1zt u+y 數(shù)據(jù)預處理可以采用算術平均法，對于經(jīng)緯度信息相同的場強數(shù)據(jù)， 求算術均值；也可以采用統(tǒng)計平均法，對于經(jīng)緯度信息相同的場強 數(shù)據(jù)，采用中值作為測試數(shù)據(jù)。mx ds2w q#o 另外，由于 gps 設備信息更新的速度有限。如果在同一 gps 上聚集 了大量的數(shù)據(jù)，可以對得到的測試數(shù)據(jù)在兩個相鄰的 gps 信息點上 進行插值處理，將測試到的數(shù)據(jù)平均分配到相鄰的 gps 信息點的連 線上。a“m mpax|4q 傳播模型校正方法 在鐵路專網(wǎng)設計中，模型校正主要是對地形地貌因子 kclutter 進 行校正。為了便于說明問題，當基站天線有效高度（heff）和移動 臺天線有效高度（hmeff）確定后，spm 模型可以表示為： 當 c2 已知，c1 得到校正值后，即能計算出地形地貌因子 （kclutter）的校正值。5n p+t|8squ,r6o crh 的標準配置為 8 節(jié)車廂，額定載客人數(shù)為 600 人次，但目前也 有加長型 crh 配置，即由 2 列 crh 合并組成 16 節(jié)車廂，這樣用戶人 數(shù)就達到 1200 人。按照目前移動客戶滲透率 65%計算，則這樣一班 crh 的移動用戶為 780 人。以每用戶 0.02erl 計算，則將帶來 15.6erl 話務，查 erl b 表（1%呼損）可得需要 25 個 tch，考慮到 gprs 業(yè)務，專網(wǎng)小區(qū)至少配置 5trx。 ?信令分析法 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 32 頁 共 51 頁 32 信令分析法的原理是在專網(wǎng)建設完成前，我們在鐵路段市郊邊界的 跨 lac 點取一個主覆蓋鐵路的專網(wǎng)小區(qū)?？梢哉J為當列車進入市后， 乘客意識到自己肯定不是漫游了，就會適當?shù)亩啻螂娫捊o家人，因 此該小區(qū)的話務分析具有典型性。當列車穿越位置區(qū)時，可以看到 邊界小區(qū)因手機位置更新必然會瞬時產(chǎn)生大量 sdcch 請求，那么我 們認為這個時間點是列車進入小區(qū)的起始點。然后采集小區(qū)話務量 變化和占用 tch 信道個數(shù)的變化來推算列車旅客帶來的影響。以鞍 山地區(qū)為例，我們對 bsc36_5 下的建華_1 小區(qū)進行了信令跟蹤，然 后分析 1 小時內(nèi)所有由江蘇使入鞍山站的列車產(chǎn)生的話務量。9x3p7*ts e.tu 經(jīng)過計算，在列車通過該小區(qū)的時間段內(nèi)的 tch 占用總時長為 4632s， 總話務量為 1.286erl；在沒有列車開過的相同時間段內(nèi)的 tch 占用總時長為 2720s，總話務量為 0.755erl。通過以上兩組數(shù) 據(jù)我們可以得到測試時間段內(nèi)平均每輛列車帶來的總 tch 話務量約 為 0.133erl。而對 tch 占用數(shù)據(jù)的分析，我們也可以得到該小區(qū)瞬 時的 tch 占用數(shù)為 12 個信道。因此，建議的專網(wǎng)小區(qū)配置為 4trx。另外，考慮到站臺及位置區(qū)邊界小區(qū)需要一定的 sdcch 信道 作位置更新，這些小區(qū)的載頻配置建議值為 6。*eeo1e w z5b 建華_1 小區(qū)瞬時 tch 占用數(shù)6fjj#g31i3y o 3.5.2 列車數(shù)據(jù)業(yè)務估算方法 鐵路專網(wǎng)建設中，gprs/edge 業(yè)務的引入對 gsm 網(wǎng)絡容量的影響始 終是一個關注重點。 現(xiàn)有的關于數(shù)據(jù)業(yè)務容量規(guī)劃的方法很多，但一般都是把數(shù)據(jù) 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 33 頁 共 51 頁 33 業(yè)務折合成話務量（erlang）后來計算 pdch 的數(shù)量。這種計算方法 的局限性在于沒有充分考慮 gprs/edge 數(shù)據(jù)業(yè)務的特殊性，如 pdch 信道的共享特性，數(shù)據(jù)業(yè)務允許適當?shù)难訒r和重傳特性等等。在滬 寧專網(wǎng)無線網(wǎng)絡規(guī)劃中，需要根據(jù)專網(wǎng)中某一小區(qū)在火車經(jīng)過時可 能引起突發(fā)的 gprs/edge 用戶數(shù)量、激活用戶數(shù)、單位用戶吞吐量、 數(shù)據(jù)重傳比例和每 pdch 信道承載速率幾個要素來計算專網(wǎng)小區(qū)所需 要配置的 pdch 數(shù)量。%wwj|;x/q-k5b-gp1b v e jyb 宏站 建設周期 困難點 鐵塔 3 個月 談判購地/ _:nt8h 拉線塔 1 個月 樓頂天線 2 周3 周 4.1.3 直放站方案 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 39 頁 共 51 頁 39 專網(wǎng)工程建設中，可能存在建筑物阻擋服務小區(qū)等情況，從而造成 服務小區(qū)信號嚴重衰減。針對這種情況，為了降低工程建設成本， 可以通過架設光纖直放站來改變服務小區(qū)的覆蓋情況。 在滬寧鐵路鞍山段的專網(wǎng)建造過程中，服務小區(qū)管弄雖然離鐵路垂 直距離僅 50 米，但由于受到前方建筑阻擋，信號衰減達到 10db， 這樣即無法滿足列車室內(nèi)信號強度高于-80dbm 的要求。為此我們提 出利用光纖直放站改造專網(wǎng)小區(qū)的方法。 該處工程方案為在鞍山，同時加開管弄的第 4 小區(qū)(該小區(qū)建設 2 付 天線，一付方位角 120 度，另一付方位角 300 度)，共用同一個機房， 同時通過光纖或微波中繼將將管弄_4 的信號引回原管弄基站。這樣 既解決了鐵路的覆蓋問題，也不會對現(xiàn)網(wǎng)的頻率干擾問題有太大的 影響。“y+j6w oqa g$l5t 直放站方案中另一個設想為利用光纖直放站的接勵方式來加強鐵路 沿線的信號覆蓋，這在鞍山公司的科研項目長距離橋面及島嶼覆 蓋優(yōu)化研究中已有所應用，單小區(qū) 4 個光纖直放站覆蓋距離做到 了 15 公里?？紤]到光纖直放站接勵受到頻率規(guī)劃，時延窗口等限制， 因此只建議在人口稀少的地區(qū)，如山區(qū)，平原等進行工程實施。 4.2 專網(wǎng)吸收周圍大網(wǎng)話務預估.gsuw:ro 高鐵專網(wǎng)的組網(wǎng)模式為一連串獨立基站進行封閉，帶狀組網(wǎng)。雖然 通過覆蓋控制與小區(qū)參數(shù)優(yōu)化盡可能的保持專網(wǎng)的獨立性，但在實 際操作過程中，專網(wǎng)仍然會吸收周圍宏站的話務，而吸收宏站話務 的多少將關系到專網(wǎng)的載頻配置，組網(wǎng)時的 bsc 配置及最終的服務 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 40 頁 共 51 頁 40 效率。cp-g4ex 為了能夠了解專網(wǎng)吸收周圍話務的能力，我們對市中心啟良 3 和東 原 2 小區(qū)分別作了相關測試。其中待測小區(qū)具體的條件是都有共站 的 d 網(wǎng)，即使關閉這兩個小區(qū)當?shù)氐母采w也不會出現(xiàn)盲區(qū)。 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 41 頁 共 51 頁 41 實驗方法：1、刪除該小區(qū)的所有 incoming 的切換和重選關系， 只保留 outgoing 的切換和重選關系；2、將小區(qū)的 bcch 修改 為 tch 頻段，并修改周圍小區(qū)的頻點以保證實驗小區(qū)新 bcch 頻點 的干擾最小化。3、關閉小區(qū)的各類切換，只打開 capture ho，對 相鄰小區(qū)的門限定為-65dbm（即鄰區(qū)測得信號強度高于-65dbm，就 發(fā)起切換）。4、將 rxlev_access_min 和 rxlev_min 均由-102dbm 改為-94dbm，模擬專網(wǎng)的覆蓋情況。p,hl c)f qo d 鐵路專網(wǎng)建設的目的除了加強鐵路沿線手機信號外，另一個重要的 原因就是優(yōu)化專網(wǎng)位置區(qū)設置，從而減少專網(wǎng)內(nèi)的位置更新量，提 高無線接通率。.v-u,*由于專網(wǎng)在設計思路中采用封閉方式，即專網(wǎng)與大 網(wǎng)隔離，即使專網(wǎng)組網(wǎng)采用不同廠商的 bsc，但在混合組網(wǎng)的條件 下，也可以將各專網(wǎng) bsc 掛載于同一 msc 下，從而可以為各不同的 bsc 設置統(tǒng)一的 lac 參數(shù)。通常，鐵路專網(wǎng)的位置區(qū)邊界設置有以 下 4 種情況： 鐵路專網(wǎng)組網(wǎng)中，火車站與周圍大網(wǎng)必然要出現(xiàn)位置區(qū)邊界。因此， 在工程施工上，必須嚴格控制火車站室內(nèi)布線地區(qū)鐵路專網(wǎng)設計的 覆蓋，避免頻繁位置列新而消耗專網(wǎng)與大網(wǎng)的 sdcch 信道資源。 跨省市邊界 同樣，在鐵路跨省市邊界處，也必定出現(xiàn)位置區(qū)邊界，該處的位置 更新解決方案只有通過增加邊界基站 trx 的數(shù)目，以此來增大 sdcch 信道設置來解決。我們建議的邊界基站 trx 配置數(shù)為 6。 省市內(nèi)鐵路專網(wǎng)內(nèi)部邊界 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 42 頁 共 51 頁 42 省市內(nèi)鐵路專網(wǎng)劃分位置區(qū)主要涉及一些幅員遼闊的城市，在單 lac 組網(wǎng)情況下，鐵路專網(wǎng)的尋呼總和達到了 bsc 處理能力的安全 門限，則必須進行 lac 分裂。目前專網(wǎng)小區(qū)的尋呼量可以參照鞍山 磁浮方面的統(tǒng)計匯總。 表 24：按尋呼能力計算專網(wǎng)小區(qū)總數(shù) g9gv 廠商設備 bsc 尋呼門限 磁浮中每基站平均尋呼量 按尋呼計算所得 的基站數(shù) 平均基站間隔 覆蓋總距離（公里） 阿爾卡特 g2 18 萬 200 900 1.5 1350 阿爾卡特 mx 25 萬 200 1250 1.5 1875mr+9bv%um)|-2b 在鐵路專網(wǎng)組網(wǎng)中，接各廠商 bsc 處理尋呼負荷能力的不同，單一 位置區(qū)的長度最大不能超過上表中的覆蓋總距離。#k8? 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 44 頁 共 51 頁 44 jw)i bsc 內(nèi)雙 lac 設置 在鐵路專網(wǎng)組網(wǎng)中，還存在另一種可能的情況，即省市內(nèi)鐵路沿線的 某一個廠商的基站設備數(shù)非常少，通常參與組網(wǎng)的專網(wǎng)小區(qū)數(shù)不超過 5 個。如鞍山市區(qū)內(nèi)的西門子設備專網(wǎng)小區(qū)數(shù)僅 4 個，而鞍山新客站室內(nèi) 覆蓋中愛立信的設備僅 3 個小區(qū)。若為這些專網(wǎng)小區(qū)獨立配置 bsc，則 bsc 空置率會相當高，從投資角度來講，設備成本偏高。因此，對于這 些小區(qū)的專網(wǎng)組網(wǎng)，我們建議將專網(wǎng)小區(qū)并入現(xiàn)網(wǎng)已有的 bsc 設備中， 但為這些專網(wǎng)小區(qū)統(tǒng)一設置 lac 參數(shù)。組網(wǎng)過程中需要注意的是，一旦 一個 bsc 設備定義了多 lac，則該 bsc 所承受的尋呼總量是該 bsc 內(nèi)所 有 lac 尋呼總量的疊加。 在實際工程施工中，由于鐵路專網(wǎng)所有小區(qū)并非能夠同一時間內(nèi)全部 完成，因此，相關的組網(wǎng)分臨時和最終組網(wǎng)。臨時組網(wǎng)是指隨著專網(wǎng)小 區(qū)的陸續(xù)施工完成，先將它們歸屬于各自 bsc 所轄區(qū)域的位置區(qū)中。最 終組網(wǎng)是指，在完成所有專網(wǎng)小區(qū)建設后，專網(wǎng)已能夠形成封閉連續(xù)覆 蓋，則通過工程割接將所有專網(wǎng)小區(qū)歸屬于相關的 msc 和 bsc 下。 切換關系設置原則6h-l%y2p1g 高速鐵路專網(wǎng)覆蓋獨立于外網(wǎng)，相鄰專網(wǎng)小區(qū)間建立鄰區(qū)關系，而不與 外網(wǎng)發(fā)生重選與切換，專網(wǎng)與外網(wǎng)的銜接點為火車站。滬寧鐵路專網(wǎng)與 大網(wǎng)的銜接示意圖如下： 按圖中切換關系設置原則，火車站候車室充當與大網(wǎng)之間的緩沖區(qū)角 色，火車站站臺充當與鐵路專網(wǎng)之間的緩沖區(qū)角色，從而可以有效解決 手機在大網(wǎng)與鐵路專網(wǎng)之間的錯誤切換和重選問題。 u0?+j0c高鐵專網(wǎng)優(yōu)化方案 5.1 專網(wǎng)頻率規(guī)劃原則 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 45 頁 共 51 頁 45 鐵路專網(wǎng)屬于封閉型連續(xù)覆蓋專網(wǎng)，為了保證專網(wǎng)的獨立性，在頻率 規(guī)劃方面需要注意以下兩點：?-z1x u0k:d 不規(guī)則頻率分配方式 通常情況下，在做網(wǎng)絡頻率規(guī)劃的時候，bcch 頻點與 tch 頻點有嚴格 的界定。但在 gsm 通信事件，我們知道 system infomation2 中會下發(fā) idle ba 表的鄰區(qū)測量頻點，如果專網(wǎng)頻率與周圍大網(wǎng)采用相同的 bcch 規(guī)劃，則不能夠保證手機由專網(wǎng)附近鄰區(qū)的小區(qū)重選至專網(wǎng)小區(qū)內(nèi)。 在手機關機再開機時，同樣由于 bcch 的記憶效應，手機會首先掃描關 機前所占用的頻點。這樣可能會存在這樣一種情況，即使手機關機前占 用服務小區(qū)的頻點與專網(wǎng)頻點相同，那么在專網(wǎng)附近開機可能也會誤選 至專網(wǎng)小區(qū)上。8j 遼寧科技學院畢業(yè)論文 第 46 頁 共 51 頁 46 h6hu+a0