隧道环境下1.8GHz无线信道测量与分析
信道实验报告
一、实验目的1. 了解信道的基本概念和分类；2. 掌握信道特性参数的测量方法；3. 分析信道的频率响应和时延特性；4. 熟悉信道仿真软件的使用。
二、实验原理信道是指信号传输过程中所经过的媒介，如电缆、光纤、无线电波等。
信道特性参数主要包括信噪比（SNR）、频率响应、时延等。
信噪比是衡量信号质量的重要指标，频率响应反映了信道对不同频率信号的传输能力，时延是指信号在信道中传播的时间。
三、实验内容1. 信噪比测量（1）实验原理：信噪比（SNR）是指信号功率与噪声功率之比，通常用分贝（dB）表示。
信噪比越大，信号质量越好。
（2）实验步骤：① 将信号发生器产生的信号接入信道；② 使用频谱分析仪测量信号功率和噪声功率；③ 计算信噪比。
2. 频率响应测量（1）实验原理：频率响应是指信道对不同频率信号的传输能力。
频率响应的测量通常使用扫频信号。
（2）实验步骤：① 将扫频信号发生器产生的信号接入信道；② 使用频谱分析仪测量信道输出信号的频率响应；③ 分析频率响应特性。
3. 时延测量（1）实验原理：时延是指信号在信道中传播的时间。
时延的测量通常使用脉冲信号。
（2）实验步骤：① 将脉冲信号发生器产生的信号接入信道；② 使用示波器测量信号在信道中的传播时间；③ 计算时延。
4. 信道仿真（1）实验原理：信道仿真是指利用计算机软件模拟信道特性，分析信道的传输性能。
（2）实验步骤：① 选择信道仿真软件，如MATLAB、CST等；② 根据实验需求，建立信道模型；③ 设置仿真参数，如信号频率、带宽等；④ 运行仿真，分析信道的传输性能。
四、实验结果与分析1. 信噪比测量结果：实验测得信噪比为20dB，表明信号质量较好。
2. 频率响应测量结果：实验测得信道频率响应在1MHz至100MHz范围内，传输能力较好。
3. 时延测量结果：实验测得信道时延为0.5ms，表明信号传播速度较快。
4. 信道仿真结果：仿真结果表明，在相同条件下，信道的传输性能与实验结果基本一致。
分析井下巷道电话无线电通讯的距离
分析井下巷道电话无线电通讯的距离【摘要】井下巷道通讯是矿山、地铁等地下工程中十分重要的通讯方式，而通讯距离是影响通讯质量的关键因素。
本文从通讯距离的影响因素、信号强度与距离关系、无线电通讯技术应用、距离优化方案及测试方法等方面进行了分析和探讨。
研究发现，地下巷道中通讯距离受到地质结构、无线信号传播特性等多方面因素影响，需要在实际应用中进行优化调整。
未来研究方向可以着重于提高通讯设备的抗干扰能力和增强信号传输的稳定性，以满足地下巷道通讯距离的需求。
本文的研究有助于提高井下巷道通讯的可靠性和稳定性，对于提升地下工程的通讯效率具有重要意义。
【关键词】井下、巷道、电话、无线电通讯、通讯距离、信号强度、技术应用、优化方案、测试方法、重要性、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景巷道通讯是矿山、隧道等地下工作环境中必不可少的通讯方式，其通讯距离直接影响着工作效率和安全性。
随着现代科技的不断发展，无线电通讯技术在巷道通讯中得到了广泛的应用，但是其通讯距离受到多种因素的影响，需要深入研究和优化。
目前，关于井下巷道电话无线电通讯的距离问题的研究还比较有限，存在着许多未知的领域需要探索。
本文旨在通过分析通讯距离的影响因素、信号强度与距离的关系等方面，探讨巷道通讯距离的优化方案，并提出相应的测试方法。
通过对巷道通讯距离进行深入研究，可以为提高井下工作环境中通讯效率和安全性提供重要参考，对于推动巷道通讯技术的发展具有积极意义。
1.2 研究目的研究目的分为如下几个方面：1.分析井下巷道通讯距离的影响因素，包括地质环境、设备性能、电磁干扰等因素，为提高通讯距离提供理论支持。
2.探讨信号强度与距离之间的关系，通过实验数据分析，确定巷道通讯中信号衰减规律，为优化通讯距离提供依据。
3.研究无线电通讯技术在巷道通讯中的具体应用，探讨其在提高通讯距离、稳定性和速度方面的优势和局限性。
4.提出巷道通讯距离的优化方案，包括改善设备性能、增加信号放大器、优化天线布局等措施，从而提高通讯距离和可靠性。
2GHz无线电波在煤矿井下隧道传播的研究
) g ∑x ( t - τ
n
( t)
( 11) ( 12)
g n ( t) ≈ T ・ c (τ, t)
N N
y (t) =
n =0
∑x (t -
nT) gn (t) T
n =0
∑x (t -
nT) c( nT ,t) ( 13)
∫
π
采用均匀间隔的延时抽头线模型[ 5 ] ( 图 1 ) 对煤 矿井下无线信道进行研究 。
载波频率 , an ( t) 是第 n 条路径的衰减 ,τ n ( t) 是第 n 条径的时延 , L 是路径数 。 接收到的等效低通信号为
L
rl ( t) =
n =1
∑a
n
( t) e- j2πf cτn ( t) x l ( t - τ n ( t) )
( 1)
依据井下实际情况 , 可将煤矿井下信道视为密集型 离散多径 ( 室内信道模型) [ 5 ] , 即 n 的数量足够大 , 根
r f Rayleigh ( r) = 2 exp r
2
其中
g n ( t) =
∫c (τ, t)
- ∞ N
∞
τ - nT ) ) sin ( 2π B( τ d τ - nT ) 2π B(
( 10)
假定信道冲激响应的长度为 N T , 则当 n > 0 或 者 n > N 时 , g n ( t) 的值近似为 0 , 则输入输出关系 可以近似表示为
Z H OU J i anl i n g
3
, YU Z hen , R A N X i aoy i n g
( N ort h Chi na I nstit ute of S cience and Technolog y , Yanj i ao Hebei 065201 , Chi na)
隧道覆盖的天线安装要求和应用
隧道覆盖的天线安装要求和应用作者：史东斌来源：《中国管理信息化》2017年第22期[摘要]本文介绍隧道覆盖时的不同天线安装方式，介绍隧道无线信号测试方法、天线选用和工程安装的要求，并对隧道口不同引入基站信号时，避免掉话需要的覆盖要求进行了介绍。
[关键词]隧道覆盖；天线安装；要求doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.22.056[中图分类号]F273；TN929.5 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2017）22-00-020 引言对重要的公路、铁路实现全线覆盖是提高通信运营商竞争力的重要要求。
在目前移动无线通信隧道覆盖的实际工程运用中，移动运营商在考虑传输和覆盖区域用户量时，会优先考虑选用无线直放站来解决覆盖问题，这可以有效增加移动运营商投入与产出的效益，减少建设的周期。
但由于覆盖区域结构的限制、公路主管部门的协调，阻碍了无线直放站的有效使用。
本文经过对隧道覆盖的实际工程应用和经验的总结，对天线安装距离中不同墙面的距离提出相应的建议，对小区、电梯、厂矿、景区、建筑室低层、地下商场、娱乐场所和公路隧道的，良好覆盖的勘测设计天线安装要求具有一定的指导意义。
另外，本文根据不同隧道采用不同的覆盖方式进行分析，针对隧道内高速运动中乘驾的信号切换要求进行讨论。
1 隧道覆盖的相关概述隧道覆盖主要分为公路隧道、铁路隧道、地铁隧道和矿山隧道等，每种隧道具有不同的特点，一般来说，公路隧道相对宽敞，可以根据公路管理部门的要求，相关人员可进行灵活多变的覆盖方式；铁路隧道比较狭窄，当火车在隧道中，剩余的空间很小，安装天线的方式会受到限制；地铁隧道类似铁路隧道，距离较长，一般只能使用光纤进行信号的传输，再通过泄露电缆和小板状天线覆盖；矿山隧道弯道较多，空间也比较狭窄，一般通过泄露电缆和小板状天线覆盖。
隧道短的只有几十米，而长的隧道有十几千米；有的隧道弯道较多，有的隧道较直；在解决隧道覆盖时，相关人员需要根据勘测情况和隧道管理部门的建议，做出可以实施的覆盖方案。
高铁隧道无线通信系统中的信道测量与建模综述
移动通信│MOBILE COMMUNICATION28 2018年7期高铁隧道无线通信系统中的信道测量与建模综述陈克勇焦峰广东省电信规划设计院有限公司沈阳分公司，辽宁沈阳110000摘要：高铁的迅速发展为现有的高铁无线通信系统带来了一些新的挑战。
一个准确描述隧道信道特性的信道模型，对高铁通信系统的设计和评估意义重大。
由于隧道狭长的空间、隧道本身的边界性以及产生的波导效应等，高铁隧道中的信道特性不同于其他的高铁场景。
关键词：高铁隧道；无线通信系统；信道测量；建模综述中图分类号：U285.2文献标识码：ASurvey of Channel Measurement and Modeling in High-Speed Rail Tunnel Wireless Communication SystemChen Keyong Jiao FengGuangdong Planning and Designing Institute of Telecommunications Co., Ltd., Shenyang Branch,Liaoning Shenyang 110000Abstract:The rapid development of high-speed rail has brought some new challenges to the existing high-speed rail wireless communication system. A channel model that accurately describes the characteristics of the tunnel channel is of great significance for the design and evaluation of high-speed rail communication systems. Due to the narrow space of the tunnel, the boundary of the tunnel itself, and the resulting waveguide effect, the channel characteristics in the high-speed rail tunnel are different from those in other high-speed rail scenarios.Keywords: high-speed rail tunnel; wireless communication system; channel measurement; modeling review引言隧道信道的一些特性目前还没有被充分研究。
城市轨道交通1.8GHz频段无线通信干扰分析及解决方案
2019年10月城市轨道交通1.8GHz频段无线通信干扰分析及解决方案郑小飞（湖南中车时代通信信号有限公司，长沙湖南410000）【摘要】本文针对长沙地铁4号线工程实施过程中发现与2号线之间在特定条件下存在的1.8GHz频段无线通信干扰问题，通过现地测量和原因分析，针对性地提出了相应的解决方案，通过实验室测试、专家评审和现地验证测试，证明了所提出的解决方案能够有效解决工程实施过程中存在的1.8GHz频段干扰问题，并为地铁工程中同类无线干扰的解决提供参考借鉴。
【关键词】地铁；无线通信；干扰；屏蔽【中图分类号】TN92【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2019）10-0188-020引言在长沙地铁4号线工程实施过程中,发现信号系统所采用的LTE车地无线通信系统与2号线所采用的DVB-T系统均使用1785~1805MHz频段,且2、4号线在长沙火车南站相邻为平行的岛式站台,站台区仅有一墙之隔(该墙为非承重空心墙),经实地测量,两者之间存在1.8GHz同频干扰问题,对2、4号线的行车安全均有较大的影响,通过现地测量和原因分析,创造性地提出采用在隔墙上涂刷屏蔽涂层的解决方案,通过实验室测试、专家评审和实地验证测试,证明了所提出的解决方案能够有效解决工程实施过程中存在的1.8GHz频段干扰问题,并为地铁工程中同类无线干扰的解决提供参考借鉴。
14号线1.8GHz频段无线干扰分析长沙轨道交通4号线信号系统LTE车地无线通信和目前已运营的2号线PIS(DVB-T)系统均使用1785~1805MHz频段,在长沙火车南站相邻为平行的岛式站台,站台区仅有一墙之隔。
4号线站台及区间内信号系统采用漏缆覆盖,漏缆沿线路走向敷设。
2号线站台及区间采用定向天线覆盖,站台区域位于线路前后两个相邻的DVB-T基站点位之间,PIS系统无线信号沿隧道走向传播。
长沙火车南站站台大里程方向预留有两条线路的联络通道,靠近站台左侧、小里程方向,两条线路的左、右线分别进入各自的隧道区间,无相互干扰;靠近站台右侧、大里程方向,4号线右线和2号线左线之间有一段联络线,距离站台中心距离约215~290m,在约80m范围内无实体墙分隔(后修建非承重空心墙,上文述),2号线列车经过时,车载天线发射信号将在近距离内对4号线漏缆的接收信号造成较大干扰影响。
高速铁路无线传播信道测量与建模综述_刘留_陶成_陈后金_周涛_孙溶辰_邱佳慧
RUSK Sounder 德国 ICE 测试指标[6] 参数 频率 带宽 CIR 长度 发射天线 接收天线 速度 指标 5.2 GHz 120 MHz 1.6 μs 车顶 均匀圆天线阵 UCA，地面 20, 100, 240 km/h
图 1 京津城际高铁信道测量位置示意
近几次国内外高铁车地间信道测量参数指标
以乘客为主体的宽带数据业务和面向运行安全的 在途检测数据传输也逐渐成为高铁宽带无线接入 的主要业务，高铁宽带接入要求支持现有 2G、3G 移动通信系统，并对未来通信体制能够平滑升级， 同时要求能够支持铁路运输的非安全数据业务。因 此，当前高铁宽带无线接入技术是高速铁路形成整 套成熟技术的首要问题之一[2,3]。 无线信道是通信系统设计的基础，准确认知无 线信道是设计通信系统的前提条件，它为通信系统
收稿日期：2013-06-18；修回日期：2013-08-09 基金项目：国家自然科学基金资助项目(61371070, 61102050)；国家重大专项基金资助项目(2011ZX03004-003)；北京交通大 学人才基金资助项目(2013RC004)；东南大学移动通信国家重点实验室开放研究基金资助项目(2012D07) Foundation Items: The National Natural Science Foundation of China(61371070, 61102050); National Science and Technology Major Project(2011ZX03004-003); Talent Foundation of Beijing Jiaotong University(2013RC004); Open Research Fund of National Mobile Communications Research Laboratory of Southeast University(2012D07)
隧道环境下无线信道特性分析
第39卷第2期铁道学报Vol. 39 No. 2 2 0 1 7 年2 月JOURNAL OF TH E CHINA RAILWAY SOCIETY February 2017文章编号：1001-8360(2017)02-0058-09隧道环境下无线信道特性分析孙溶辰，宋坤，陶成，刘留，谈振辉，汤斌(北京交通大学宽带无线移动通信研究所，北京100044)摘要：对隧道中电磁波传播特性进行研究是发展隧道环境下无线通信系统的基础。
近年来，研究人员多关注于隧道环境下的电波传播特性，而较少考虑到车体对通信系统性能的影响。
在车体的影响下，信号在穿越车体时会发生功率损耗，同时反射物的增加会使反射线增多，其对信号功率在车体内的分布、天线相关性、角度特征以及M IM O性能的影响还需要进一步研究。
使用射线跟踪法，在隧道环境下引入车体模型，分析对比了有车和无车时的车体内功率分布与路径损耗，并从角度特征、天线相关性、特征值、容量等方面分析各类因素对MIMO性能的影响，为隧道环境下应用多天线技术提供参考依据。
关键词：隧道；射线跟踪；路径损耗；车体；信道容量中图分类号：U285.2 文献标志码：A doi：10. 3969/j. issn. 1001-8360. 2017. 02. 009Research of Radio Channel Characteristics under Tunnel ScenarioS U N Rongchen,S O N G K u n,T A O C h e n g,L I U Liu,T A N Zhenhui,T A N G Bin(Institute of Broadband Wireless Mobile Communications»Beijing Jiaotong University, Beijing 100044» China) Abstract：The investigation of electromagnetic wave propagation characteristics in tunnels i s the foundation of developing wireless communication system under the tunnel environment.In recent years,m a n y researchers have mainly studied the propagation characteristics of wireless electromagnetic wave in tunnels,but few literatures focused on the impact of carriage on the performance of the communication system.Affected by the carriage,the signal experiences power loss whe n passing through the carriage,and more echo rays will be received with the increase of the reflectors.Further efforts are required to investigate the influences of the carriage on the signal power distribution in the carriage,antenna correlation,angle characteristic and M I M O performance.In this paper,ray tracing method was used in a tunnel model to simulate the power distribution and path loss in tunnel with and without the carriage.In addition,the influence of various factors on the performance of M I M O was analyzed from the aspect of angle characteristics,antenna correlation,singular value and capacity, which provides reference basis for M I M O application in tunnel scenarios.Key words：tunnel；ray tracing method；path loss；carriage；channel capacity随着轨道交通的发展，地铁已经成为人们出行的 重要交通工具，同时便携式通信设备的普及使得人们 对出行时的通信需求越来越高[1]。
5G优化案例：高铁隧道内5G网络质量提升的研究
高铁隧道内5G网络质量提升的研究XX目录高铁隧道内5G 网络质量提升的研究 (3)一、问题描述 (3)二、分析过程 (3)3.1分析结论 (3)3.2分析过程 (4)3.2 覆盖对比：2.1G 与3.5G (6)三、解决措施 (7)4.1优化思路 (7)4.2小区合并 (7)4.2特性参数优化、减少多普勒频偏影响 (9)4.34/5G 协同相关参数优化 (9)4.4参数推广 (9)四、经验总结 (12)5.1优化成效 (12)5.2经验总结 (13)高铁隧道内5G网络质量提升的研究XX【摘要】5G 频段高，高铁场景下对多普勒频偏更为敏感。
本文通过对高铁隧道内测试现象研究，调整NSA 测量门限掌握现场5G 最大覆盖能力，分析定位了原因，并通过小区合并和开启高铁模式快速解决多普勒频偏和切换频繁问题，覆盖率从24%提升至82%，实现了网络能力的高效提升。
高铁隧道场景可参考本案例进行相应优化调整。
【关键字】高铁隧道、多普勒频偏、NSA 测量门限、5G 驻留时长占比、小区合并【业务类别】参数优化一、问题描述京张高铁途径隧道5G 覆盖效果较差，测试评估电信平均RSRP-105dbm，覆盖率仅24.14%。
NR 占比仅22.89%，掉线率高达58%。
同时相较移动RSRP 差约8dB，NR 占比差约24%。
电信与移动测试指标对比如下表：备注：移动测试速率较差由于测试卡限速原因，速率偏低由于京张高铁的重要性，在其他手段受限的情况下，如何通过优化手段快速改善5G 覆盖，降低掉线率，成为当前面临的艰巨挑战。
二、分析过程3.1分析结论考虑到京张高铁各个隧道的覆盖率相当，以清华园隧道测试结果进行分析，结合轨道测试和定点测试结果，初步给出覆盖差原因：1)高铁列车衰减：隧道内车厢外定点测试平均RSRP-75dbm，而高铁车厢内测试平均RSRP-105dBm，高铁衰减＞30dBm；2)多普勒频偏：京张高铁车速最高可达350 公里/小时，受多普勒频偏现象影响，误码率高，导致接入困难，掉线高；3)切换多：隧道内各RRU 单独一个小区，隧道内切换频繁；4)现场条件：隧道内为漏揽2T2R 覆盖，现场布放条件限制，RRU 平均间距500 米。
高速环境下的无线信号覆盖问题
高速环境下的无线信号覆盖问题摘要：在高速铁路环境下, 无线信道的性能发生急剧的变化。
针对高速环境下电波传播的特点,阐述了高速铁路中无线信道的特点并对无线信道进行了建模, 分析了高速铁路中多普勒频移的特性及对误码率的影响, 讨论了隧道传播环境, 最后对无线传输的可靠性进行了分析。
关键词：高速铁路；无线信道；多普勒频移；隧道；可靠性The research of wireless coverage onhigh-speed environmentAbstract: Under the environment of high speed railway, the performance o f w ireless channel would change dramatically . As for the characteristics of the propagation of radio wave, this paper proposed a model o f w ireless channel in high speed railway，analyzed the characteristics and effects of Doppler shift on BER, discussed the propagation environment in tunnel, and finally analyzed the reliability of wireless data transmission.Key words: High speed railway ; Wireless channel ; Doppler shift Tunnel ; Reliability目录一引言 (1)1.1 选题意义及背景 (1)1.2本文研究内容 (2)二高速运动存在的问题 (4)2.1 高速移动下的多普勒频移 (5)2.2 信道的快速变化问题 (9)2.3 高速移动下的重选和切换 (9)三高速环境下无线覆盖解决方案整体思路 (11)3.1 多普勒频移解决方案 (12)3.2 基于 Matlab 软件仿真多普勒频移对信号的影响 (15)3.3时变信道解决方案 (19)3.4 重选和切换解决方案 (20)3.5 专网解决方案 (21)四网络规划和优化的解决方案和建议 (21)4.1 无线传输可靠性分析 (21)4.2 调整GSM基站原有网络覆盖 (22)4.3 无线参数调整 (22)4.4 增加新的网络功能 (24)4.5 结束语 (25)五总结与展望 (26)致谢.................................. 错误！未定义书签。
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裴欣栋, 尹晓宇, 武艺鸣, 郑国莘
(上海大学 特种光纤与光接入网省部共建重点实验室, 上海 200444)
摘要: 基于多输入多输出 (multiple input multiple output, MIMO) 技术的地铁长期演进系
统 (long term evolution-metro, LTE-M) 将在下一代城市轨道交通列车控制系统中得以应用.
文献标志码 : A
文章编号 : 1007-2861(2019)01-0024-11
Wireless channel measurements and analysis at 1.8 GHz in a tunnel environment
PEI Xindong, YIN Xiaoyu, WU Yiming, ZHENG Guoxin
(Key Laboratory of Specialty Fiber Optics and Optical Access Networks, Shanghai University, Shanghai 200444, China)
Abstract: The long term evolution-metro (LTE-M) method based on multiple input multiple output (MIMO) technology will be used in the next generation urban rail transit train control systems. As LTE-M works in the 1.8 GHz band, it is important to study wave propagation characteristics in a tunnel environment at 1.8 GHz. Using a wideband spread spectrum sequence and the virtual MIMO method, the key radio channel characteristics of a tunnel at 1.8 GHz are investigated, including path loss, root mean square (RMS) delay spread, and MIMO channel capacity. The results show that the path loss factor in a tunnel environment at 1.8 GHz is lower than that in a free space, and changes in the tunnel cross-sectional area can affect electromagnetic wave propagation. Besides, the larger the number of MIMO antenna array elements, the greater the capacity. Changing the antenna spacing can change MIMO capacity. Key words: long term evolution-metro (LTE-M); multiple input multiple outpel measurement; propagation characteristic
为满足城市轨道交通的互联互通和信息传输综合业务承载的运用需求, 中国城市轨道 交通协会在遵循第三代合作伙伴计划 (3rd Generation Partnership Project, 3GPP)、宽带 集群通信 (broadband trunking communication, B-TrunC) 相关规范的基础上制定了《城市 轨道交通车地综合通信系统规范》. 地铁长期演进系统 (long term evolution-metro, LTEM) 是满足城市轨道交通综合业务承载需求的时分长期演进系统 (time division long term evolution, TD-LTE), 工作于 1.8 GHz 频段. 在隧道内无线信号的传输媒介可以采用漏泄 电缆, 因为漏泄电缆具有均匀覆盖的优点; 有些场合也可以使用天线, 因为天线具有简 便灵活的特点. 故本工作将对在隧道内采用 1.8 GHz 自由天线的无线传播信道特性进行 研究.
由于 LTE-M 工作于 1.8 GHz 频段, 因此研究在隧道环境下 1.8 GHz 频段的传播特性非常重要.
利用宽带扩频序列以及虚拟 MIMO 方法, 测量并分析了隧道内 1.8 GHz 频段自由天线的路径
损耗、均方根 (root mean square, RMS) 时延、MIMO 容量等传播特性. 结果表明: 在隧道环
第 25 卷 第 1 期 2019年2月
（自然科学版）
JOURNAL OF SHANGHAI UNIVERSITY (NATURAL SCIENCE)
DOI: 10.12066/j.issn.1007-2861.1885
Vol. 25 No. 1 Feb. 2019
隧道环境下 1.8 GHz 无线信道测量与分析
境下 1.8 GHz 频段的路径损耗因子低于自由空间内的路径损耗因子; 隧道横截面积的变化会
影响电磁波的传播特性; MIMO 天线阵规模越大, 容量越大; 天线间距的变化会引起 MIMO 容
量的变化.
关键词 : LTE-M; MIMO; 1.8 GHz; 信道测量; 传播特性
中图分类号 : TN 929.5
收稿日期: 2017-02-20 基金项目: 国家自然科学基金面上资助项目 (61571282) 通信作者: 郑国莘(1950—), 男, 教授, 博士生导师, 研究方向为限定空间无线通信.
E-mail: gxzheng@staff
第1期
裴欣栋, 等: 隧道环境下 1.8 GHz 无线信道测量与分析