延时高于预设通信延时的次数除以总漫游切换次数）等。漫游切换通信延 时总体分布越偏小、高于门限的概率越低，代表漫游切换性能越好。
[0081] 在这里需要说明的一点是：预设通信延时的设置可以基于实际的运行环境进行设 置，本发明实施例中并不限定其具体取值。
[0082] 此外，为了使本领域技术人员更好的理解上述通道衰减器中衰减值的计算过程， 下面以基于统计的随机信号模型建立的无线通信信号模型为例对衰减值的计算过程进行 说明，其中衰减值由大尺度衰减值（第三衰减值）和小尺度衰减值（第二衰减值）构成，如 图3所示，其中图3中直线表示大尺度衰减，曲率较小的曲线表示阴影衰减、曲率较多的曲 线表示多径衰减，图3中纵坐标信号接收强度的单位为dB，横坐标距离的单位为米。
[0083] 大尺度衰减也称为路径损耗（PathLoss)，可以用线性或log型拟合，并根据TRU 与轨旁AP之间的距离计算出当前的大尺度衰减值。以线性拟合为例，假设某个轨旁AP正 向/反向大尺度衰减斜率为k，当前列车位置为xtrain，AP位置为xAP，则大尺度衰减值为：
[0084] Xd (x) =k* (xtrain_xAP) (dB)
[0085] 小尺度衰减包括阴影衰减（Shadowing)和多径衰减（Fastfading)两部分，且这 两部分均可以视为随机变量，其中阴影衰减值可以用对数正态分布拟合，多径衰减值可以 用莱斯分布拟合。
[0086] 为了简便起见，在分析实测数据时近似认为小尺度衰减在不同时刻、不同地点基 本符合同一分布。
[0087] 阴影衰减值XshadOT满足对数正态分布时，其概率密度函数为：
[0088]
[0089] 多径衰减值Xmultipath满足莱斯分布时，其概率密度函数为：
[0090]
[0091] 其中，1。(）为零阶第一类修正贝塞尔函数。
[0092] 小尺度衰减值乂,可表示为：
[0093] Xf -Xshadow ?Xmultipath
[0094] 根据此式以及XshadOT和Xmultipath的概率密度函数可计算Xf的累积分布函数为：
[0095]
[0096] 此外，若将上述小尺度衰减值Xf的计算公式的两边转换为用分贝数（dB)作为单 位来表示，还可以写为
[0097] Xf(dB) =Xshad0W(dB)+Xmultipath(dB)
[0098] 大尺度衰减值和小尺度衰减值之和（dB)即为通道衰减器的衰减值。
[0099] X(dB) =Xd(dB)+Xf(dB) 〇
[0100] 与上述方法实施例相对应，本发明实施例还提供一种车地无线通信系统性能仿真 系统，其结构示意图如图4所示，可以包括：建立模块11、计算模块12和控制模块13。
[0101] 建立模块11，用于基于车地无线通信系统的运行环境，预先建立无线通信信号模 型，其中运行环境至少用于指示车地无线通信系统所在环境的隧道情况、车辆行驶情况和 各种通信效应对无线通信信号模型的影响。例如在预先建立无线通信信号模型时考虑多种 因素对无线通信信号模型的影响，其中多种因素可以包括：
[0102] 考虑隧道情况，诸如不同隧道洞壁材质、隧道形状、转弯半径、洞内杂物或设备等 对信号衰减情况的影响；考虑各种通信效应，如由通信距离、转弯半径等引起的大尺度衰减 效应、阴影效应和多径效应等引起的小尺度衰减效应对无线通信信号模型的影响；考虑车 辆行驶情况（本发明中仿真的实际场景）对无线通信信号模型的影响。
[0103] 其中车辆行驶情况对无线通信信号模型造成影响的参数包括：列车起始位置、行 驶速度、停止位置以及列车位置随着真实时间流逝而变化，根据这些参数可以模拟出虚拟 列车的运行情况。并且列车位置随着真实时间流逝而变化可以是：起始位置加上行驶速度 与行驶时间的乘积。在虚拟列车行驶过程中，虚拟列车所处位置与各个轨旁AP布点位置之 差即为TRU(TrainRadioUnit，TRU)与各个轨旁AP的距离，该距离、大尺度衰减模型和小 尺度衰减模型可以决定TRU与各个轨旁AP之间的信号强度。
[0104] 在本发明实施例中，无线通信信号模型可以使用基于统计的随机信号模型，因此 在本发明实施例中可以基于车地无线通信系统的运行环境，结合现有对基于统计的随机信 号模型的建立方法得到本发明实施例提供的无线通信信号模型。
[0105] 计算模块12,用于基于无线通信信号模型，计算无线通信仿真系统中各个通道衰 减器的衰减值，其中衰减值用于指示无线通信仿真系统中TRU与各路轨旁AP之间的信号强 度。
[0106] 在本发明实施例中，通道衰减器是指位于某个通信通道内的衰减器，用于控制TRU 与各路轨旁AP在该通信通道的通信，且某个通道衰减器的衰减值可以是该通道内的大尺 度衰减值和小尺度衰减值两部分的叠加。发明人经过理论和实测研宄表明，在列车运行环 境中，无线信号的大尺度衰减值符合线性或log型衰减，小尺度衰减值可由阴影衰减值和 多径衰减值两部分组成，且阴影衰减值和多径衰减值均可以视为随机变量，其中阴影衰减 值用对数正态分布拟合，多径衰减值用莱斯分布拟合。基于此本发明实施例中计算模块12 的结构示意图如图6所示，可以包括：获取单元121、拟合单元122、第一计算单元123和第 二计算单元124。其中，
[0107] 获取单元121，用于获取车地无线通信系统的运行环境中每个通信通道中的实际 衰减值。在车地无线通信系统的运行环境中可以使用现有的信号测试工具采集每个通信通 道中的实际衰减值，其实际衰减值可以包括：采集位置的衰减值、采集位置与轨旁AP的距 离。采集实际衰减值时需要详细记录其采集的环境和条件，因为在不同环境和条件下采集 多组数据有助于在实验室中实现对更多类型场景的仿真。
[0108] 拟合单元122,用于分别对每个通信通道中的实际衰减值进行拟合，得到每个通信 通道中的大尺度衰减模型的第一衰减值和小尺度衰减模型的第二衰减值。在本发明实施例 中对实际衰减值进行线性或log型拟合，得到大尺度衰减模型的第一衰减值，然后再通过 对第一衰减值的处理得到小尺度衰减模型的第二衰减值，相应的拟合单元122可以包括： 第一拟合子单元1221、平滑处理子单元1222、第二拟合子单元1223、处理子单元1224、第三 拟合子单元1225和第四拟合子单元1226。其中，
[0109] 第一拟合子单元1221，用于对实际衰减值的随距离变化情况进行拟合，得到第一 衰减值。由于大尺度衰减值符合线性或log型衰减，所以在对实际衰减值的随距离变化情 况进行拟合时可以采用线性拟合或log型拟合中的一种方式得到第一衰减值。
[0110] 平滑处理子单元1222,用于将实际衰减值和第一衰减值之差进行平滑处理，得到 实际衰减值随距离变化的第一局部平均值。
[0111] 第二拟合子单元1223,用于采用对数正态分布对第一局部平均值进行拟合，得到 阴影衰减值。
[0112] 处理子单元1224,用于将实际衰减值和第一衰减值之差与第一局部平均值进行相 减，得到第二局部平均值。
[0113] 第三拟合子单元1225,用于采用莱斯分布对第二局部平均值进行拟合，得到多径 衰减值。
[0114] 第四拟合子单元1226,用于对阴影衰减值和多径衰减值进行拟合，得到第二衰减 值。
[0115] 在本发明实施例中，基于拟合的对数正态分布参数和莱斯分布参数，可以同时生 成多个第二衰减值。当生成多个第二衰减值时，可以随机从多个第二衰减值中随机选取一 个。
[0116] 第一计算单元123,用于基于每个第一衰减值、TRU与轨旁AP之间的距离，并结合 无线通信信号模型，计算出每个通信通道中的第三衰减值。其可行方式可以是将第一衰减 值和TRU与轨旁AP之间的距离代入到无线通信信号模型中进行计算，无线通信信号模型的 计算结果则是第三衰减值。
[0117] 第二计算单元124,用于将每个通信通道中的第三衰减值和同一通信通道中的第 二衰减值相加，得到每个通道衰减器中的衰减值。
[0118] 在这里需要注意的一点是：在计算任意一个通道衰减器中的衰减值时，需要将位 于同一个通信通道中的第三衰减值和第二衰减值相加，以得到该通信通道中的通道衰减器 的衰减值。
[0119] 上述计算第三衰减值和第二衰减值所使用的参数并不是唯一的，而是因采集的运 行环境不同而不同，比如不同隧道洞壁材质、隧道形状、转弯半径、洞内杂物或设备等，因此 可以采集多组参数，分别用于模拟不同的实际运行环境。
[0120] 例如：在虚拟列车行驶中，假设列车当前位置为X，最邻近的3个轨旁AP的位置分 别为yl、y2、y3,TRU与轨旁AP的距离即为|x-yl|、|x_y2 |、|x_y3 | (卜|表示取绝对值）， 使用采集的多种参数，根据线性或log型拟合可以计算TRU与轨旁AP的第三衰减值分别为 Ll、L2、L3 ;TRU与各个轨旁AP之间的第二衰减值是相互独立的，印Ctrl从输入的小尺度 衰减值样本文件中获取3个随机样本作为各个通信通道的第二衰减值，分别为Sl、S2、S3， 将第三衰减值和对应的第二衰减值相加，得到每个通道衰减器的衰减值分别为（L1+S1)、 (L2+S2)、（L3+S3)，其中每个通道衰减器的衰减值用于控制TRU与对应的轨旁AP之间的通 信，如L1+S1是用于控制TRU与位于位置yl的轨旁AP之间的通信。
[0121] 在虚拟列车持续行驶过程中，可以重复使用上述计算衰减值的方法，实时更新每 个通道衰减器的衰减值，这样虚拟列车可以根据实时的实际运行环境得到用于控制TRU与 各个轨旁AP之间通信的衰减值，使虚拟列车的行驶更加真实化。
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