高速铁路宽带无线接入系统研究

摘要

近年来，随着信息化社会的逐步推进，我国高速铁路和轨道交通取得了举世瞩目的成就。同时，高速列车与地面的无线通信(包括列车控制信息和面向用户的宽带无线接入业务)需求也呈逐年上升的趋势。
　　目前，列车上的乘客使用的2G、3G无线蜂窝系统通信对高速移动环境的支持较差，导致通话质量下降、掉话、数据速率严重下降的问题。本文从国内外现今的技术入手，以350km/h高速运行宽带无线接入为研究对象，着重研究了高速运行下宽带无线接入的系统架构并对其进行了可行性分析，为解决或减弱高速运行带来了快速越区切换、多普勒频移、无线信道快速时变等提出了解决思路。
　　本文设计了一套高速铁路无线宽带接入网络系统架构，采用了目前在宽带无线接入系统中已有成熟应用的Wi-Fi技术、WiMax技术和在高速移动环境下系统中已广泛推广的RoF(Radio over Fiber)技术。由于WiMax技术在高速移动环境下使用还没有成功实践，本文对WiMax技术进行了深入分析并提出了一种适合于高速铁路的WiMax传播模型；同时，本文基于RoF技术的自身优势并结合了移动小区技术的设计，在很大程度上降低了多普勒频移和快速越区切换对系统的影响。本文对所提出系统架构进行了分析与仿真，得到了一些初步的结果。