真空管道高速飞行列车无线接入与业务复用技术研究

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:majk509
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近十年来,中国高速铁路在产业化能力、科技创新、路网建设等方面取得了巨大的成就。随着能源与环保逐渐成为各国的发展核心,在高速铁路不断提升安全性、运行速度及运输效率的同时,如何进一步节约能源、降低环境噪声成为下一步的发展方向。资料显示,稠密大气是限制地面高速铁路最高运行速度的关键介质因素。真空管道高速飞行列车突破了空气介质限制,通过抽取密闭管道内空气达到接近真空的低气压环境,可实现磁浮高铁以无机械阻力、低空气阻力、低噪声模式下超高速运行。飞行列车平稳、安全的运行离不开车地无线通信技术的支持。飞车运行速度可达1000~4000 km/h,并且运行环境特殊,对车地通信的稳定性和可靠性提出了更高的要求。然而,现有无线通信体制(包括4G和5G)支持的最高移动速度不超过500 km/h,无法有效应对飞行列车车地通信中严重的多普勒效应、频繁越区切换等问题。因此,有必要积极开展面向真空管飞行列车车地无线通信关键技术的研究。首先,本文从电波覆盖环境、越区切换以及信道传播特征角度,详细分析了真空管飞行列车场景下的无线通信特点,并系统调研分析了飞行列车车地通信承载业务,总结了相应的业务数据类型、传输速率、误码率、延时等指标;然后,针对频繁越区切换问题,本文根据真空管飞行列车运行场景特点,结合现有高速铁路接入方案,基于集中式云接入网提出一种面向飞行列车的宽带无线接入架构,并且利用集中式云接入网络资源统一管理的特点,在切换管理上采用移动小区免切换方案,极大地压缩了小区切换所需时间,降低了切换损耗。其次,针对管内电波覆盖和严重多普勒问题,本文基于真空管这一特殊的受限狭长的金属空间结构,采用一种具有法向辐射特征的漏泄波导解决真空管道内部的无线覆盖问题,这种漏泄波导能以圆柱波形式向管道内部辐射漏泄电磁波。场分布仿真结果表明漏泄电磁波沿列车运行方向的相位分布是均匀的,且远场的场分布较为平滑。因此,理论上可完全消除多普勒频移,极大地改善了车地通信信道条件,将传统时变频率选择性衰落信道近似转化为平稳信道。基于此,本文在列车侧提出一种电磁透镜直接覆盖方案,通过特殊的电磁透镜形状设计,使漏泄电磁波在透射过程中进行相位调整,在车厢内实现更均匀的平面波覆盖。最后,本文研究了飞行列车车地通信中突发性运行业务与乘客互联网业务复用传输的优化问题。下行链路中突发性运行业务通过穿插方式抢占已经分配给乘客的传输资源,优化的目标是在满足突发性运行业务的超低时延要求的同时最大化乘客互联网业务的传输速率。本文把这个问题分解为两个子问题:一是乘客传输资源分配问题;二是突发性运行业务与乘客业务调度问题。本文利用二维Hopfield网络对乘客传输资源分配问题建模,利用能量函数收敛的性质解决乘客资源分配问题。然后将突发性运行业务与乘客业务调度问题归结为一个机会约束优化问题,通过研究突发性运行业务的累积分布函数将机会约束放宽为线性约束。仿真结果表明该复用机制可以实现业务高效复用传输。
其他文献
中国非遗“抖空竹”与“空竹制作”均处于传统造物至现代化设计演变进程中。作为非遗文化表现载体的空竹玩具扮演着举足轻重地文化角色,传统空竹的当代再设计拓宽了空竹文化的生存空间及传承渠道,传统空竹与产品设计等艺术领域的结合,衍生出了多元化周边,极大促进了本民族优秀传统空竹文化的复变与革新。本课题主要以我国五大类传统空竹玩具与五枚当代储藏类白瓷厨具的融合设计,以及空竹玩具造型作为一项非遗载体的文化审美效益
本文利用WRF中尺度数值模式、NCEP/NCAR再分析资料、多普勒雷达观测资料等,对2018年5月5日发生在我国华中地区的一次多弓状雨带降水过程的形成机理和组织结构进行分析发现:(1
一个良好的供暖节能系统对节约能源、减少污染、提高生活品质具有重大的意义,通过调研国内外供暖现状发现,我国当前供暖主要存在三方面的问题:第一,无法按需供暖;第二,计费方式不合理;第三,能源利用率低,浪费严重。随着人民的环保节能意识越来越强,建筑节能地位的日益提高,推行“分户供暖,计量收费”已是大势所趋。在此背景下,本文基于LADRC控制算法,设计了一种集室温自动调节、热量监测、数据传输及远程控制于一
晋45断块位于束鹿凹陷南部,经过三十余年的高速开发和多次调整后,剩余油分布零散。为了改善油田开发效果,需对断块进行重新认识,查明剩余油分布规律,探讨调整挖潜方向,进行了
通过在己方承载调制信号的电磁波中加载标签,接收机或者传感器通过标签获取到目标的电磁数据,然后通过网络化将目标电磁数据与承载调制信号的电磁波信息进行电磁大数据的综合与处理,从而实现电磁大数据的表征,最终用大数据进行挖掘和重构。而其中,完备的电磁空间大数据感知网络是基础,没有完备的感知网络,就无法获得全要素、多域的电磁数据,电磁空间的数据挖掘就无从谈起。感知网络是由感知节点组成,电磁波的时空标签是感知
目的:对比分析Tru Screen(TS)、TCT在高危型HPV阳性患者中筛查宫颈癌及癌前病变的效果,以期为宫颈癌的筛查寻求一种更加简单、有效的方法。方法:研究对象:选取2016年12月至2018年12月于我院妇科门诊行宫颈癌高危型HPV检测阳性的483例患者为研究对象。研究方法:对所有研究对象依次进行TS、TCT、阴道镜下活组织病理学检查。以活组织病理检查为“金标准”,计算并比较TS、TCT筛查
第ⅢA族化合物由于其特殊的缺电子性质以及在合成、医药、光电材料等领域的应用价值备受关注。近年来,第ⅢA族金属炔烃配合物中的金属-金属多重键本质、硼化合物活化有机小分
邵4区块位于邵家油田东北部,区域构造位置归属于济阳坳陷沾化凹陷邵家洼陷的北部斜坡带。研究区自奥陶纪以来发育了丰富的碎屑岩和碳酸盐岩储层。但该区块构造期次多,构造活
火星表面沙石遍地,是一种典型的非结构化地形。本文以主动悬架式火星车为研究目标,针对火星车在非结构化环境下行驶的移动性能问题,利用主动悬架式火星车构型可调节特性,提出了火星车构型与轨迹优化控制算法。首先,通过建立火星车整车坐标系,并从火星车被动关节角度、轮-地接触角度、火星车转向工况分析等几方面出发,对火星车进行完整运动学建模与分析。其次,结合火星车车载传感器等信息,以火星车夹角调整机构的关节角度为
加速度传感器作为一种重要且被广泛应用的传感器,于近十几年中在尺寸、性能等方面得到了极大的提升。然而在许多精密检测领域,以电容式、压电式、压阻式等为代表的传统加速度传感器仍然难以满足感测需求,且这几类加速度传感器在传感机理、结构设计、制造工艺等方面已相对固化,进一步提升其性能非常困难。与此同时,隧道磁电阻(Tunnel Magneto Resistance,TMR)作为一种新式磁电阻,具有磁阻变化率