高速鐵路公眾寬帶通信接入體制與關(guān)鍵技術(shù)綜述

文龍

摘要為了讓高速列車的乘客提供了穩(wěn)定的寬帶無線，其接入的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)該作為去解決的麻煩。這篇文章最關(guān)鍵是想表達國內(nèi)外當下存在的幾種現(xiàn)象，就是幾種高速鐵路寬帶無線接入的方案，而這里邊還包含了一些問題，同時也存在著一些麻煩，就比如說是多普勒頻移、多徑效應(yīng)、穿透消耗與高速度轉(zhuǎn)換等等，而最終的結(jié)果就是研究認知無線電、壓縮感知、OFDM、MIM0、ROF等等技術(shù)在高速鐵路公眾寬帶通信接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部使用的可行性。

關(guān)鍵詞高速鐵路；寬帶無線接入；網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

伴隨著高速鐵路的快速進步，給高速度列車的乘客提供可靠、實時、高效率的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)，已經(jīng)變成了國內(nèi)外的移動寬帶通信探究的焦點。飛速進步的客運專線建造在鐵路運行的方面找出了新的要求。第一個層面是列車的運行，在安全上的監(jiān)控與設(shè)備上的保護各方面信息都需要運輸?shù)娇刂浦行模瑥亩鴮崿F(xiàn)整個路網(wǎng)每一時刻的狀態(tài)表達。再一個方面就是，社會信息化的發(fā)展尤其快速，大家都需要通過各式各樣的通訊手段來進行設(shè)計，無時無刻不聯(lián)系著和網(wǎng)絡(luò)的接觸。高速運行的列車，特別是乘客更不想在好幾個小時旅行中和外界的聯(lián)系受到阻礙。

1高速鐵路移動通信包含的整個技術(shù)方案

在最近的階段，世界上每一個國家和區(qū)域依照本身的高速度鐵路的發(fā)展特征，已經(jīng)在逐步的展開高速度鐵路公眾寬帶接入體制與主要的技術(shù)專探析，從而根據(jù)這些提出了眾多的探究辦法。

1.1衛(wèi)星通信案例

衛(wèi)星通信方案即列車和地表之間是運用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)來進行聯(lián)系，在隧道，車站等等的衛(wèi)星信號涵蓋不到的地方就會轉(zhuǎn)化到地表通用移動門戶通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，車型內(nèi)部的全部使用無線網(wǎng)。

而這種方案多數(shù)是使用比較貴重的衛(wèi)星鏈路來進行車地無線通信。衛(wèi)星通信本來就含有的比較大的運輸延時和比較低的數(shù)據(jù)運輸速度也成為了不可原諒的劣勢。當高速列車進入衛(wèi)星信號涵蓋不到的地方時，就一定會轉(zhuǎn)換到地表的UMTS網(wǎng)絡(luò)，而引發(fā)的較大轉(zhuǎn)化也會給通信的結(jié)果造成較深的影響。

1.2泄漏的電纜方案

漏泄電纜是在同一條軸上開設(shè)一系列的槽孔，從而使得電纜內(nèi)部的電磁波中的一段能量從槽孔內(nèi)部流露出來延展到沿線空間，它的輻射場強受到電纜附近的影響，能夠在比較廣的時間段上多次的使用多個頻點，所以頻段使用的強度比較高，而且不會被彼此打擾。而漏泄的電纜擁有適應(yīng)性強的優(yōu)點，數(shù)據(jù)運輸?shù)乃俣缺容^大，在數(shù)字化，大容量的移動通信層面擁有比較大的長處。

這個方案在日本東京到大阪的路線上已經(jīng)實施。鐵路使用者也已經(jīng)沿著鐵路線鋪設(shè)電纜和手法設(shè)備，使用者在移動設(shè)備上進行使用。

1.3 UMTS技術(shù)方案

UMTS技術(shù)方案即為在單元的處理上能夠掌控很多個遠端射頻拉遠單元RRU不一樣的位置能夠配置同樣的小區(qū)無線資源。這里邊涵蓋了載波的頻點，數(shù)量，此類的列車能夠經(jīng)過一個BBU的多個RRU來進行隨時的轉(zhuǎn)換。

1.4 RoF技術(shù)方案

這種方案在鐵路周圍的地方建設(shè)遠端的無線單元RAU，把光纖和中央的掌控站點相聯(lián)系，和UMTS方案使用的光纖直放站不一樣，RoF網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的RAU僅僅是簡單的射頻收發(fā)單元。從而更好的為列車提供通信服務(wù)。

2高速鐵路寬帶無線接入在時間過程中遇到的技術(shù)麻煩

為了適應(yīng)高速列車乘客的寬帶無線接入要求，高速鐵路公眾寬帶通信接入體制的最關(guān)鍵的技術(shù)問題涵蓋了多普頓頻移校正，飛速的跨越地區(qū)來轉(zhuǎn)換和降低網(wǎng)絡(luò)的投入資金。

2.1多普頓頻移

移動臺和基站之間的相對應(yīng)的移動而引發(fā)的接收信號頻率偏移即為多普頓頻移。要想減少多普頓頻移，一般是在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時就要使之與線路的距離變長。所以，高速鐵路公眾寬帶通信接入網(wǎng)中的第一個要解決的麻煩就是多普頓頻移校正。

2.2多徑效應(yīng)

在移動通信的過程中還有一個比較棘手的麻煩就是怎樣解決因為無線電波引發(fā)的反射與散射有關(guān)的多徑效應(yīng)。多徑信號擁有不一樣的到達時間，與之相對應(yīng)的相位和幅度逐漸衰退，從而出現(xiàn)碼間干擾與信號失真的現(xiàn)象，從而直接影響了列車上的信號接收。

2.3芽透消耗

就現(xiàn)在的形式來看，中國的高速鐵路運行的CHR系列高速列車都使用完全閉塞的車體構(gòu)造，封閉性能強，大多數(shù)的車都使用的鍍膜玻璃，信號的穿透能力比較大，從而使得信號的接收能力減弱。

3高速鐵路寬帶無線接入的主要任務(wù)

列車上要使用裝好的車載直放站通過往下走的頻偏預(yù)置算法來補充車外基礎(chǔ)站點的不斷變化。車內(nèi)部使用的漏泄電纜遮蓋的辦法，使得車內(nèi)部的信號強度勻稱，為了用戶的終端能夠進行穩(wěn)定的信號，而且還要減少車內(nèi)部的相互打擾。

多個BS分別與很多個種類一一對應(yīng)。此類方式集中解決了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本高的缺點，而且，更重要的是還方便的管轄治理了BS的維護措施，從而提升了整個系統(tǒng)的性能。在這個問題的探討上，就是為了解決此類麻煩，因此不僅要設(shè)計優(yōu)秀的高速鐵路公眾寬帶通信接入體制，更重要的是要使用不一樣的類別的無線通信技術(shù)。分別是認知無線電等各方面。

4結(jié)論

這篇文章的觀點主要是根據(jù)高速鐵路的發(fā)展來進行論述的，闡釋了國家內(nèi)部外部的高速鐵路寬帶無線接入網(wǎng)絡(luò)的分析情況與出現(xiàn)的主要麻煩，分別了解了無線電、壓縮感知、OFDM與MIMO等等，在不久的將來可能會在高鐵網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的新型技術(shù)，在接下來的任務(wù)就是對于每一種寬帶接入方式在高速鐵路上的使用來進入更加深刻的探究。