基于IEEE802.11n的CTBC可行性分析与测试

摘要

CBTC系统是利用无线通信技术来实现车地之间的双向信息传输，而在此基础上构成的列车运行控制系统。采用CBTC的好处在于：可以降低系统设备成本、提高系统安全性、增加系统性能、提高运输能力。数据传输系统实现CBTC系统地面设备之间和车地设备之间的双向信息交互，是CBTC系统的核心。CBTC代表了轨道交通列控技术的发展方向，备受世界轨道交通行业青睐。
　　无线局域网作为计算机与无线通信技术相结合的产物，是利用无线通信技术，在一定范围内建立的局部网络。它能够令用户间通过无线射频技术进行高速的传输数据，而摆脱了有线媒体介质的困扰。尤其在2009年10月份发布的IEEE802.11n具有最高600M的带宽。因此，研究运用IEEE802.11n技术的基于通信的列车控制系统的可行性有非常重要的意义。
　　论文通过CTBC、IEEE802.11n、信道建模和室外测试四个方向进行阐述，首先讲述了基于通信的列车控制系统和数据通信子系统，以及这两个系统对无线通信标准的要求。然后重点研究了IEEE802.11n标准物理层和MAC层关键技术和特性。接着分析高速移动中的无线信道，结合IEEE802.11n的物理层结构对IEEE802.11n应用在CBTC的可行性进行仿真。最后在室外对结合基于IEEE802.11g的CTBC系统对IEEE802.11n的移动性进行测试。通过对IEEE802.11n物理层移动性仿真和公路上IEEE802.11n移动性测试的结果进行分析，本文认为IEEE802.11n可以作为无线传输媒介应用在CTBC中。

目录

基于IEEE802.11n的CTBC可行性分析与测试

FEASIBILITY ANALYSIS AND TEST OF IEEE802.11N IN CBTC

摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 本课题研究的目的和意义

1.3 国内外相关技术发展现状

1.3.1 CBTC技术发展现状

1.3.2 无线局域网技术发展现状

1.4 本文主要研究内容

第2章 CBTC系统和IEEE802.11n 关键技术

2.1 CBTC系统

2.1.1 CBTC系统结构

2.1.2 数据通信子系统简介

2.1.3 CBTC对无线通信系统的需求

2.2 IEEE802.11n 协议物理层技术简介

2.2.1 OFDM技术特点

2.2.2 OFDM技术的基本理论

2.2.3 MIMO技术的基本理论

2.2.4 MIMO-OFDM技术的基本理论

2.2.5 IEEE802.11n 物理层系统结构

2.3 IEEE802.11n协议MAC层技术简介

2.3.1 帧结构简化策略

2.3.2 聚合帧理论

2.3.3 时间预约策略

2.3.4 传输机制改进策略

2.4 本章小结

第3章 IEEE802.11n无线信道分析与仿真

3.1 大尺度衰落特性

3.1.1 直射波的路径损耗

3.1.2 反射波的路径损耗

3.1.3 绕射波的路径损耗

3.1.4 散射波的路径损耗

3.1.5 大尺度衰落建模

3.2 小尺径衰落特性

3.2.1 小尺径衰落的形成

3.2.2 小尺度衰落的影响因素

3.2.3 时间色散——多径效应

3.2.4 频率色散——多普勒频移

3.2.5 衰落信道特性

3.3 轨道交通建模与仿真

3.3.1 小尺度衰落信道模型的建立

3.3.2 小尺度衰落的模型

3.3.3 IEEE802.11n物理层移动性仿真和分析

3.4 本章小结

第4章 IEEE802.11n实际测试和分析

4.1 基于IEEE802.11g的DCS子系统测试

4.1.1 测试环境

4.1.2 测试设备

4.1.3 测试工具

4.1.4 测试步骤和方法

4.1.5 测试分析

4.2 基于IEEE802.11g的CBTC系统可行性测试

4.2.1 测试环境

4.2.2 测试设备

4.2.3 测试工具

4.2.4 测试步骤和方法

4.2.5 测试分析

4.3 本章小结

结论

参考文献

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致谢