LTE-R鐵路站場地區(qū)無線網絡規(guī)劃研究.pdf

1、隨著高速鐵路的持續(xù)快速發(fā)展，目前鐵路通信普遍采用的第二代移動通信系統(tǒng)GSM-R系統(tǒng)已經不能滿足鐵路上日益增長的業(yè)務需求，因此GSM-R移動通信系統(tǒng)需要向LTE-R移動通信系統(tǒng)演進。同時，我國鐵路站場地區(qū)存在無線網絡規(guī)劃不合理現象，網絡覆蓋具有盲點和弱點，需要后期新建基站補盲，耗費了大量的建設成本;并且，由于頻率規(guī)劃不合理導致基站間同頻干擾現象嚴重，威脅了鐵路業(yè)務的安全有效傳輸。
　　在無線網絡規(guī)劃過程中，基站部署及頻率規(guī)劃是至關重

2、要的兩個問題，它們將直接影響到整個無線網絡的覆蓋及規(guī)劃效果。因此，上述兩個問題一直是國內外學者的研究重點。針對基站部署問題，多數研究工作均圍繞公網移動通信系統(tǒng)展開，由于公網移動通信系統(tǒng)業(yè)務級別的差異，部分區(qū)域內業(yè)務需求低、需求量小，無需通過宏基站保證全功率覆蓋，所以，在公網基站部署問題的研究中，多數的規(guī)劃覆蓋目標為實現百分比覆蓋達標即可，無法保證對待規(guī)劃區(qū)域實現無縫全覆蓋。即使實現全覆蓋也大多是直接采取過功率大范圍的覆蓋方式，犧牲了功率

3、資源。同時，由于待規(guī)劃區(qū)域的地形復雜、形狀多樣，使得對待規(guī)劃區(qū)域的模型刻畫十分困難。因此，目前鮮有研究可以對待覆蓋區(qū)域進行準確的數學建模并在全覆蓋需求與能量有效性之間尋求平衡解。同時，針對基站間同頻干擾嚴重的問題，多數研究工作均圍繞公網移動通信系統(tǒng)展開，在鐵路站場地區(qū)適用性較差。并且針對公網移動通信系統(tǒng)頻率規(guī)劃問題提出的遺傳算法收斂效果不甚理想。
　　本文研究工作主要圍繞LTE-R鐵路站場地區(qū)無線網絡規(guī)劃工作展開，重點研究基于LT

4、E-R網絡架構的鐵路站場地區(qū)分布式基站部署方案及基于異頻組網的具有鐵路站場地區(qū)適用性的遺傳算法頻率規(guī)劃方案。針對基站部署問題，本文建立分布式基站部署問題數學模型，提出以最大化能量有效性為目標的優(yōu)化問題，并利用線性近似法、S-Procedure、SDR等優(yōu)化方法進行求解，最后利用仿真工具仿真了算法的求解過程，得出了最優(yōu)解。針對頻率規(guī)劃問題，本文建立了基于鐵路應用場景的遺傳算法頻率分配模型，并對遺傳算法中的初始化方法及選擇與交叉過程進行了改