摘 要：文章通過研究數(shù)字電視無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋方式，得到了適合于高速鐵路專用移動(dòng)電視單頻網(wǎng)覆蓋方式；考慮到高速鐵路等軌道交通線型覆蓋的特點(diǎn)，將地面單頻網(wǎng)線型區(qū)域的覆蓋技術(shù)應(yīng)用到高速鐵路移動(dòng)數(shù)字電視系統(tǒng)無線覆蓋解決方案中，解決了高速鐵路與軌道交通類線型區(qū)域覆蓋難題。

關(guān)鍵詞：ADTB-R；單頻網(wǎng)；移動(dòng)數(shù)字電視；高速鐵路

以單頻網(wǎng)為基礎(chǔ)適應(yīng)高鐵的特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化和組網(wǎng)設(shè)計(jì)才能真正的將其應(yīng)用于高鐵的移動(dòng)電視系統(tǒng)中成為專用的無線覆蓋和傳輸技術(shù)，ADTB-R中的R才真正有意義（R：Railway）。在覆蓋方面有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)要進(jìn)行特別細(xì)致的考慮：一個(gè)是交疊區(qū)的覆蓋設(shè)計(jì)，另一個(gè)是功率的覆蓋設(shè)計(jì)。

對于交疊區(qū)的覆蓋設(shè)計(jì)是要針對性地體現(xiàn)單頻網(wǎng)的特點(diǎn)和優(yōu)勢，要通過交疊區(qū)內(nèi)同頻干擾點(diǎn)的位置設(shè)計(jì)巧妙的避開已經(jīng)規(guī)劃好的鐵路線路，使得列車在通過交疊區(qū)的時(shí)候不會(huì)接收到信號正好相同的兩個(gè)強(qiáng)信號，盡可能避免類似多徑干擾造成的信噪比惡化的影響。這一點(diǎn)的設(shè)計(jì)也正好利用到了鐵路線路預(yù)定的特點(diǎn)，如果是開放的自由路徑環(huán)境這個(gè)方法就不再適用了，另一方面也利用了鐵路線路是線型的特點(diǎn)，大家知道天線的覆蓋是呈扇形向外輻射的，相同半徑不同圓心的兩個(gè)扇形的會(huì)產(chǎn)生一個(gè)或兩個(gè)交點(diǎn)，在進(jìn)行交疊區(qū)覆蓋時(shí)通過設(shè)計(jì)發(fā)射設(shè)備的位置也就是圓心的位置就可以來改變交點(diǎn)的位置，也就是相同信號的位置不落在鐵路線上。

而對于功率的覆蓋設(shè)計(jì)，是要在一定的發(fā)射設(shè)備的發(fā)射功率內(nèi)通過天饋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)達(dá)到最大范圍的覆蓋效率，在這個(gè)方面，還是鑒于鐵路線路的線型特點(diǎn)，因此最直接有效的手段就是不選用全向天線而是選用定方向天線進(jìn)行覆蓋，定方向的天線有效的將射頻功率在很小的扇形角度里發(fā)射出去，由于扇形面積小了所以在距離上可以達(dá)到很好的覆蓋效果，在實(shí)際設(shè)計(jì)中單個(gè)天線的覆蓋距離可以達(dá)到4到6公里，用于架設(shè)天線的鐵塔里鐵路線路很緊，從6公里的距離來比較鐵塔距離軌道的距離，幾乎可以忽略不計(jì)，近似的將發(fā)射天線的位置看作是在鐵路線上，這樣，在一個(gè)發(fā)射設(shè)備上用兩個(gè)背靠背的定方向天線進(jìn)行信號發(fā)射，就正好可以覆蓋鐵路線路的前后兩個(gè)方向的進(jìn)10公里線路了。選用定方向天線來進(jìn)行功率覆蓋還可以有效的避免高鐵移動(dòng)電視系統(tǒng)的信號對系統(tǒng)外的設(shè)備造成的干擾，即解決了自身的覆蓋問題又避免了對別人造成影響，一舉兩得。

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，完成對高速鐵路軌道交通線型區(qū)域的覆蓋，結(jié)合交疊區(qū)的覆蓋設(shè)計(jì)和功率的覆蓋設(shè)計(jì)方面問題的基礎(chǔ)上，文章提出了一種用于軌道不交通的單頻網(wǎng)信號線型覆蓋方法，可以有效地解決軌道交通類的單頻網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)信號重疊區(qū)造成的信噪比惡化，減小了單頻網(wǎng)信號重疊區(qū)的覆蓋面積，大大提高系統(tǒng)鏈路設(shè)計(jì)指標(biāo)。軌道交通類單頻網(wǎng)的線型覆蓋模型如圖1軌道交通類的單頻網(wǎng)線型覆蓋模型圖所示。

圖1 軌道交通類的單頻網(wǎng)線型覆蓋模型圖

其主要的思想是通過以下技術(shù)方案，提出“重疊區(qū)反向位移”思想，實(shí)現(xiàn)高速軌道交通類的單頻網(wǎng)覆蓋設(shè)計(jì)，其內(nèi)容就是采用分集接收的思維方式。接收設(shè)備是由解調(diào)模塊和天線組成的，解調(diào)模塊和天線都是兩套同時(shí)工作，每個(gè)解調(diào)模塊與其中的一個(gè)天線相連，分別對接收到的信號進(jìn)行解調(diào)，接收天線也選擇的是定方向天線，它們也是背靠背的安裝在一起，并且同一個(gè)信號經(jīng)這兩個(gè)天線接收后由于是定向天線信號強(qiáng)度的差異可以達(dá)到20db，這有助于區(qū)分多徑干擾的主信號和干擾信號，進(jìn)行有效地濾除；信號經(jīng)過接收天線進(jìn)入到接收機(jī)中的解調(diào)模塊后，被解調(diào)出兩路原始信號，這兩路原始信號經(jīng)過覆蓋設(shè)計(jì)的作用已經(jīng)產(chǎn)生了差異，再經(jīng)接收設(shè)備的分集處理，最終可以選擇出一個(gè)最有利于解碼輸出的信號作為最佳信號進(jìn)行輸出，而另一個(gè)原始信號則作為干擾信號進(jìn)行了濾除處理。如果接收設(shè)備的兩個(gè)天線接收到的信號能量差異很大，則不需要這么麻煩，系統(tǒng)很簡單的就可以區(qū)分出主信號和干擾信號，對干擾信號做濾除處理，輸出主信號。

還有一個(gè)做法是如果信號系統(tǒng)不能判別主次的時(shí)候，接收設(shè)備的解調(diào)模塊可以將兩個(gè)信號進(jìn)行比選輸出，也就是對兩路信號的信噪比與誤碼率兩個(gè)主要性能指標(biāo)進(jìn)行比較，選擇其中較優(yōu)的一路信號輸出，達(dá)到消除重疊區(qū)的目的。

在這里需要再說一下，系統(tǒng)內(nèi)都選用了定方向天線作為發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備的天線，他們分別朝著目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行單頻網(wǎng)信號覆蓋，這樣能夠?qū)Ω咚勹F路線狀區(qū)域完成良好的覆蓋，并能減小干擾。

對高速鐵路的覆蓋設(shè)計(jì)中天線覆蓋角度的設(shè)計(jì)也是很重要的內(nèi)容之一，可以單獨(dú)的作為一個(gè)專項(xiàng)內(nèi)容對其實(shí)現(xiàn)的過程，涉及的針對高鐵運(yùn)行線路的覆蓋建模設(shè)計(jì)做深入研究，在本課題的研究內(nèi)容中對這部分的內(nèi)容只是利用了研究結(jié)果，就不展開討論了。設(shè)計(jì)結(jié)果如下：在以？茲、？椎、l為變量的天線覆蓋角度的建模中，得到了兩個(gè)定向天的場強(qiáng)分別為Er1（l；？茲，？漬）和Er2（l；？茲，？漬）；由此得到了兩個(gè)解調(diào)器實(shí)際接收信噪比的表達(dá)式分別為SNRr1（l；？茲，？漬）和SNRr2（l；？茲，？漬）；以及通過分集合并裝置分集處理后的接收信噪比性能為：

SNRfinal=max{SNRr1（（l；？茲，？漬），SNRr2（l；？茲，？漬）}

考慮要使其中的信噪比最低點(diǎn)滿足如下公式：

min（SNRfinal）=min{max{SNRr1（（？茲，？準(zhǔn)，l），SNRr2（？茲，？準(zhǔn)，l）}}

調(diào)整并選定發(fā)送天線參數(shù)？茲和？準(zhǔn)，使得 最大，這樣即可確定天線的幾個(gè)主要指標(biāo)。

經(jīng)過這樣的設(shè)計(jì)，在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過程中，在鐵路線路線型特征的應(yīng)用環(huán)境里實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)充分考慮其特點(diǎn)，將信號用一個(gè)發(fā)射設(shè)備帶兩個(gè)定方向天線的方式進(jìn)行信號覆蓋，有效地改善了交疊區(qū)的范圍，使其大大減小，發(fā)出的信號經(jīng)接收設(shè)備的兩組天饋系統(tǒng)和解調(diào)模塊的作用，以分集處理的方式分離出了單一的有效信號，對交疊區(qū)的干擾信號的影響的處理產(chǎn)生了效果，達(dá)到了預(yù)期的目的和設(shè)想。