高速列車互聯網絡無線傳輸DS-CDMA系統設計
圖中C1、C2的計算如下:
式中,h是阻尼系數,一般取值0.707,B是環路濾波器帶寬,T是碼元間隔,k是相位探測器增益和NCO增益的乘積。本方案中,取h=0.707,BT=0.1,即載波恢復范圍為碼元速率的1/10,計算可得C1=4/15k,C2=2/25k,試驗中調節k值,使之達到所要的效果。
Modelsim仿真表明,在66MHz工作頻率下,采用長度為15bits的PN碼,系統數據率可以超過2Mbps。最高擴頻碼速率超過15Mbps(使用長度為15bits的擴頻碼)。發射機共消耗435個Slices,接收機共消耗1454個Sclices,約占XC3S1500總資源的14%。
自動越區切換設計
但凡移動通信,都牽涉到越區切換,列車互聯網絡無線傳輸系統也不例外。由于列車無線調度電話的使用,每個火車站上都有無線電信號的發射鐵塔,而且每個火車站都有通信機房。因此,鐵路無線通信的小區制是以各站站場為中心、半徑為4~7km的圓形小蜂窩,其形狀如圖4所示。
由于SBS 622M所提供的傳輸通道協議為V5協議,因此在與路由器連接時要經過協議轉換器。鐵路車站小區的覆蓋采用圖4所示的三頻制。針對DS-CDMA系統來說,就只存在三種不同的PN序列,這是因為傳輸的是高速鏈路,盡量減少多址干擾對高速傳輸很重要。
當列車在沿線的區間內正常運行時,由站1發出來的IP數據包經過SBS 622的V5通道透明地傳輸后,再經過DS-CDMA調制、解調,經過協議轉換器后,恢復為IP數據包,經寬帶路由器和以太網交換機發往各PC機,列車局域網的PC機發送的IP數據包亦經過與上述路徑相反的過程。由于列車在一個方向上是串行運行的,每個小區內至多有一趟旅客列車,因此越區切換過程就相對簡單了許多,也不需要功率控制,因此就由列車臺控制越區切換。具有自動越區切換功能的鐵路高速列車無線互聯網絡系統結構如圖5所示。
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