轨道交通LTE系统等保接入方案及实现

根据西安地铁14号线研究对承载信号业务的LTE系统增加3级等级保护的具体方案及步骤,针对14号线线路特点提出2个可行的等级保护接入方案,并通过网络架构及性能评估比较,选择最优的等保接入方案,确保网络传输的安全稳定。同时通过等保系统相关接口配置、注意事项等描述,详细阐述涉及行车安全的LTE系统在增加等级保护过程中的重要步骤,确保网络安全,为轨道交通信号系统的行车指挥和列车运行控制提供重要保证,为后续轨道交通等保接入提供可参考价值。

基于运动单站的LTE辐射源定位技术

长期演进(LTE)信号具有覆盖范围广泛、带宽大、自相关特性良好、抗衰落能力强及发射功率大等诸多有利于定位的优点,是一种可用于定位的主要机会信号。基于LTE信号的定位方法需要利用辐射源的位置信息进行解算,在非合作环境中获取基站的位置信息是使用LTE信号进行定位的基础。提出了一种利用移动单站获取LTE辐射源位置的定位方法,以到达时间差(TDOA)为观测量,建立了包含钟差校准的定位模型,并从单站的运动轨迹和初始点选取两个方面分析了算法的收敛性和定位精度。通过行人以及车载两种方式,在实际环境中对定位方法的性能进行了测试,实验结果表明,该方法的定位误差小于10 m。

LTE-M技术在大连地铁13号线信号CBTC系统的规划研究

随着通信技术的迭代发展,基于CBTC的无线列车控制系统已逐步代替基于轨道电路的车地通信技术。其中,WLAN技术应用广泛。大连城市轨道交通中地铁1、2号线信号数据通信系统采用2.4 GHz频段的WLAN技术。近几年,随着我国无线网络的迅速普及、Wi-Fi的大量使用,对地铁1、2号线信号系统车地无线通信的稳定性带来了隐患。因此,大连地铁13号线在修建过程中,信号数据通信网络DCS系统采用了1.8 GHz专用频段的LTE-M技术。文章以此为切入点,对大连地铁13号线信号系统LTE-M技术方案进行详细介绍,同时通过对WLAN技术以及LTE技术对比分析,阐述LTE技术在轨道交通车地无线通信系统中具有的技术优势。

基于同PCI小区导频信号互扰实现的LTE信号屏蔽系统

针对传统压制式干扰仪对宽带长期演进(Long Term Evolution,LTE)信号干扰效果不理想,以及伪基站类干扰实现复杂的问题,基于通用软件无线电外设(Universal Software Radio Peripheral,USRP)设计并实现了一套LTE信号屏蔽系统。该系统利用LTE系统中同物理层小区标识(Physical-layer Cell Identity,PCI)小区会产生严重同频干扰的特点,通过构建与屏蔽区域服务小区具有相同PCI的LTE小区,发射主同步信号(Primary Synchronization Signal,PSS)、辅同步信号(Second Synchronization Signal,SSS)、公共参考信号(Cell-specific Reference Signal,CRS)、广播信号和系统消息,使服务小区的信号与干扰加噪声比(Signal to Interference plus Noise Ratio,SINR)严重恶化,终端业务中断甚至掉线,从而达成屏蔽效果。该屏蔽系统包括扫频和信号接收单元、获取PCI单元、屏蔽信号生成单元以及屏蔽信号发送单元四个部分。实验测试表明,在天线增益不小于15 dBi、屏蔽区域所在公网服务小区的参考信号接收功率(Reference Signal Receiving Power,RSRP)不大于-63 dBm时,该设备能有效管控半径为10 m范围的LTE信号。

基于TD-LTE技术的城轨机电设备故障信号分离方法

对故障信号进行分离可以提升城轨机电设备稳定性,为提高城轨机电设备故障信号分离效率,提出了基于TD-LTE技术的城轨机电设备故障信号分离方法.根据非线性函数将设备低维故障信号特征映射到高维空间,引入惩罚函数,对机电设备故障信号进行分类,结合拉格朗日因子算法,提取城轨机电设备故障特征.根据城轨机电设备结构,分析了机电设备受力情况,分析列车受力的传递过程,构建城轨机电设备动力学模型.利用TD-LTE技术采集网络无线接口有关的数据,通过线性瞬时混合,输出机电设备故障观测信号,结合经验模式分解,实现城轨机电设备故障信号的分离.实验结果表明,本方法能够分离出城轨机电设备故障信号,并将误码率和精度分别控制在10%以内和85%以上,大大提高了故障信号的分离效果.

基于TD-LTE参考信号仿真结果的基站电磁安全性分析

为了简化TD-LTE基站(工作频率为1885~1905 MHz)电磁环境的安全性评估过程,本文首先提出了基于射线跟踪的建模方法,仿真了TD-LTE基站的参考信号(RS)强度,并通过基站RS接收功率的实地测量结果对仿真结果进行验证,以证明本论文所提出的建模方法的可靠性。其次,提出基于运用RS信号强度仿真结果进行基站电磁环境电场强度的计算方法,根据仿真结果进一步结合基站配置参数、指标和链路损耗值,计算出基站主辐射方向上不同位置观测点处的电场强度。计算结果表明:当资源利用率到达最大值时,TD-LTE基站天线主辐射方向上的电场强度为0.008~0.29 V/m,该值分别低于ICNIRP和国标GB8702-2014公众暴露控制限值207倍和41倍以上,表明了该TD-LTE基站电磁环境的安全性。

便携式TDD-LTE矢量信号发生器的研制

基于3Gpp长期演进(long term evolution,LTE)下行无线帧结构和相关物理层信号标准,研制了便携式TDD-LTE矢量信号发生器。详细介绍了信号发生器的硬件设计与软件架构。该设备采用了数据预存储方案,用专门设计的软件程序生成不同配置的TDD-LTE下行无线帧数据,并存储到FLASH存储器中,然后把某一帧数据用模数转化器生成模拟信号,最后通过射频模块把生成的模拟信号发射出去。用安捷伦89600矢量信号分析软件结合矢量分析仪对研制的矢量信号发生器进行了测试,测试结果表明该矢量信号发生器产生的无线信号可以被正确解调,且其误差矢量幅度小于3%,完全符合TDD-LTE协议规范。该设备可为TDD-LTE建网前的小区规划测试提供模拟的TDD-LTE基站下行无线信号。

基于LTE信号的外辐射源雷达同频基站干扰抑制方法研究

针对基于LTE信号的外辐射源雷达接收信号包含多个同频发射基站的直达波和多径杂波干扰的问题,该文对传统的外辐射源雷达信号处理流程进行了改进,增加了对同频基站干扰的处理步骤,提出了一种基于卷积混合模型的盲源分离算法来抑制同频基站的杂波干扰。假设混合矩阵是一个矢量线性时不变滤波器矩阵,以互信息为代价函数,通过求取互信息的梯度,用最速下降法进行迭代,分离准则是使分离后的信号之间互信息最小化。仿真表明,该文算法能够有效地抑制LTE信号同频发射基站的杂波干扰,为后续的主基站杂波对消处理提供了基础。

TD-LTE系统中软输出球形译码检测算法研究

在MIMO-OFDM系统中,基于软判决的检测算法其性能要明显优于基于硬判决的检测算法。传统的基于软判决的检测算法由于其很高的复杂度,从而对实现提出了很大的挑战。鉴于此,通过对软输出球形译码检测算法的研究,引入了一种快速有效的单树搜索球形译码检测算法。该算法极大地降低了MIMO软检测的复杂度,已应用于TD-LTE无线综合测试仪表的开发中。

LTE-A系统中球形译码检测算法研究

详细研究了球形译码算法流程以及两种常用的初始半径选择算法,提出了一种基于阈值的球形译码检测算法,充分考虑到信噪比以及信道条件数对检测算法的影响,在保证球形译码性能的前提下,降低球形译码算法复杂度。该算法已应用于TD-LTE无线综合测试仪表的开发中。

LTE中一种基于探测参考信号的信噪比估计算法

为了在上行链路支持频率选择性调度,长期演进(LTE)系统定义了探测参考信号(SRS)用于信道质量估计。该文主要研究SRS的信噪比估计方法,针对Boumard方法和传统DFT方法的缺点,提出一种改进的基于DFT的估计方法。该方法通过在时域修正噪声的估计区间,减小高信噪比时有用信号能量泄露对噪声估计的影响,从而获得更准确的信噪比估计。仿真结果表明,所提方法的估计性能优于Boumard方法和传统的DFT方法,提高了高信噪比时的估计精度,在高信噪比区域,平均估计性能提高了约6 dB以上。

基于DSP的LTE-TDD上行信道估计实现

信道估计是LTE-TDD系统接收端的重要模块之一,它对系统性能有着非常重要的影响。介绍了LTE-TDD系统上行信道解调参考信号和探测参考信号的产生方式以及时频位置映射方式,通过对硬件性能的评估,采用基于变化域的LS算法提出了一种上行信道估计实现方案。通过分析其实现复杂度和定点运算误差,该方案可以满足实时处理的要求,并能提供较好的性能。

一种LTE系统的主同步信号快速捕获方法

针对长期演进(long term evolution,LTE)系统小区边缘用户,提出一种主同步信号的快速捕获方法.该方法首先在LTE网络可用频段内接收信号,然后对接收到的信号进行自身滑动镜像相关.检测到明显峰值后,在峰值点进行主同步信号的本地相关,从而获取主同步信号索引.分析和仿真结果表明,该方法的运算复杂度低,适用于小区间保持时间同步的多小区网络,尤其是小区边缘用户主同步信号的快速检测.

基于TD-LTE系统的新型SNR和CQI映射方案

为了在链路自适应、混合自动重传、快速调度过程中最大程度地满足长期演进(LTE)系统的性能和吞吐量,提出了一种新型的信噪比(SNR)和信道质量指示(CQI)映射方案。这种新的方案通过系统链路级仿真得到信噪比和误块率之间的仿真曲线,然后通过区域拟合的方式得到SNR和CQI之间的关系。和传统的映射方案相比,它不仅易于实现和存储而且具有很好的自适应能力。结合仿真曲线可以看出这种新型的方案能够满足协议规定误块率和吞吐量的要求。该方案已应用于TD-LTE无线综合测试仪表的开发中。

基于TD-LTE系统的新型信噪比估计算法

针对TD-LTE系统频域映射时域加噪的特性,采用频域分离噪声的方法进行信噪比(SNR)估计,并将经典的盲估计二阶四阶矩(M2M4)算法推广到适合TD-LTE系统中,最后在AWGN和EPA信道模型下进行仿真。结果表明,推广的M2M4算法可以应用于TD-LTE系统AWGN信道,频域去噪算法不仅能够准确地估计SNR,而且可以适用于不同信道环境。该实现方法已应用于LTE-TDD无线综合测试仪表的开发中。

基于预发射-精度提升机制的LTE-5G数据传输算法

针对LTE-5G数据传输算法存在发射结构构建困难,且信号预发射过程中存在瑞利噪声干扰等难题,提出基于混沌预发射成型及层次裁决精度提升的LTE-5G数据优化传输算法。在信号映射的基础上,基于混沌方式,设计立体发射结构,完成信号发射的一次成型,降低瑞利噪声对信号正常映射过程的影响;根据立体发射结构的集合拓扑特性,将不同强度的信号投影分别映射到处于正交状态的平面上进行解析裁决,改善LTE-5G信号的传输性能。实验结果表明,与混频载波带通传输算法、窄带噪声调整自适应传输算法相比,所提算法具有更高的数据传输精度与传输带宽。

LTE上行链路中基于探测参考信号的信噪比估计

信噪比是衡量信道质量的一个重要参数,该文主要研究LTE(Long Term Evolution)系统中基于探测参考信号(Sounding Reference Signal,SRS)的信噪比估计方法。针对DASS(Difference of Adjacent Subcarrier Signal)算法在高信噪比下噪声估计误差较大的这一缺点,该文提出一种适用于SRS的改进DASS方法。该方法通过重新定义子载波的差分方式,减小了噪声估计的误差,并且由于对连续的3个SRS频点,仅需要估计一次噪声,使得该文方法的复杂度仅为原DASS方法的1/3。仿真结果表明,所提方法的估计性能优于其余的方法,特别是在低时延和中等时延信道下,高信噪比时的估计精度提高了约10倍。

TD-LTE下行信道估计的DSP实现

根据项目选定的硬件,选择了合适的信道估计算法,给出了基于变换域IDCT/DCT的LS算法和基于小区专用参考信号的一种TD-LTE下行信道估计的DSP实现方案。CCS的仿真结果表明,该方案具有良好的实时处理能力,获得了较好的估计性能。

LTE规模部署中潜在的网络安全风险分析

近年来,LtE成为全球通信行业的发展热点。针对LTE/SAE的安全特性,对LTE规模部署过程中面临的如控制平面拥塞、异常流量攻击、网络融合等各层面的安全风险进行深入分析,并提出相应的安全防护建议。这些安全防护建议包括安全域划分、信令保护、异常流量防护等措施,以期对我国LTE规模部署的安全保障提供必要的参考。

基于哈达玛变换的LTE辅同步信号检测方法实现研究

针对LTE系统中辅同步信号检测算法复杂度大的问题,根据辅同步信号的特点,提出了基于哈达玛变换的检测方法。详细推导了该方法的理论依据,并对其实现复杂度与常规检测方法进行分析比较,得出本方法能够降低90%计算量的结论。通过MATLAB仿真,验证了本方法在白噪声环境下能够和常规检测方法获得相同的检测性能。