GPRS在高速环境下的适应性分析

“十一”五期间,我国将建设时速250km/h以上的客运专线,并采用GSM-R/GPRS作为通信方式。GPRS在我国首次应用于铁路列调,GPRS能否适应高速环境,尚无定论。本文对GPRS在高速环境下的适应性进行了分析。从多普勒频移和小区重选两个方面入手,对GPRS的性能进行评估,并提出适应高速环境的改进方案,为推动GSM-R/GPRS的进一步发展提供依据。 文章首先介绍了高速铁路的发展概况和GPRS在铁路中的应用情况,阐述了本文的研究意义及主要内容; 第二部分分析多普勒频移对GPRS的影响。 研究了多普勒频移以及GPRS本身的抗误码性能; 设计测试案例,利用信道模拟机模拟高速环境下的多普勒频移,设置不同多普勒频移值,测试GPRS丢包率。 列车高速运行时小区重选会造成频繁的数据中断,第三部分围绕这个问题展开研究: 根据GPRS的相关规范,深入分析了GPRS的小区重选的机理,并推导出了小区重选时长的理论值; 在设计的测试平台上对小区重选进行实测,对测试结果进行计算和分析,得出小区重选造成的数据中断时长; 针对高速环境,分析小区重选对GPRS造成的影响; 从采用网络控制的小区重选、为网络配置PBCCH、冗余覆盖方式、重叠区设置等角度提出GPRS适应高速环境的改进方案。 最后对全文进行总结,当列车速度为500km/h,即多普勒频移达到417Hz时,GPRS的丢包率为1.393%,较之静止的列车,丢包率上升了1.1个百分点;采用改善方案后高速环境下小区重选过程中GPRS的性能得到了很大改善。GPRS仅用于传送非安全数据,认为GPRS可以满足铁路调度通信的需求。提出本论文以后应继续研究的重点内容。