高铁车地多模通信系统无缝切换机制的研究

发布时间：2024-05-29 23:02

　　经过近些年的发展,高铁以高速、大容量、集约型、立体化的特征,成为人们中等距离出行中的重要交通工具,无线车地通信技术作为TEDS和WTDS列车监控系统实施的保障,对于列车生产运营的安全具有深远意义。单一无线网络的车地通信很难满足列车实时收发数据的需求,本文在理论研究的基础上利用信息熵和层次分析法设计一种多网络、多模式的异构网络无缝切换机制,以解决高速列车在不同运行环境中无线网络接入的问题,提高无线车地通信的覆盖范围和安全可靠性,降低传输中的时延和阻塞率。为了提高通信的服务质量,本文明确当前传统的GSM-R、Wi-Fi等无线网络在无线车地通信的应用现状,深入了解垂直切换机制在国内外的发展现状及将垂直切换机制应用在高铁多模通信系统上的意义,根据当前的高铁车地通信实际诉求选用LTE、Wimax、北斗短报文三种制式网络,结合当前常用的几种垂直切换判决算法,对适用于高铁的垂直切换机制进行分析。针对高铁运行速度快,网络环境变化剧烈等特点,本文首先梳理并压缩需要传输的传感器数据信息,设计了相应的勤务帧、数据帧结构;其次,将无线信道分成慢衰落和快衰落两个部分,分别进行信道建模选择;然后,在信息熵和层次分...

【文章页数】：107 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１?ＬＴＥ网络数据交换??Ｆｉｇ．?２．１?ＬＴＥ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ｄａｔａ?ｅｘｃｈａｎｇｅ??用户设备（ＥＵ）指车载主机中的移动终端（ＭＴ），通过数据接口（Ｕｕ）与车地接??入网（Ｅ－ＵＴＲＡＮ）相连，接入网的网络拓扑如图２．２所示：??

?第二章多模通信切换相关技术???ＬＴＥ网络接入分组数据网络，如Ｉｎｔｅｒｎｅｔ、专用企业网络等，应用在高铁无线车地??通信中需接入地面站台的分组数据网络服务器，网络拓扑如下图２．１所示：??—ｂ；￣ＵＴＲＡＮ??？?ＩｔＰＣ?——￣??Ｓ１?１—ｉ??用户设备?分组数据网??：....

图２．４北斗短报文通信拓扑??Ｆｉｇ．?２．４?Ｂｅｉｄｏｕ?ｓｈｏｒｔ?ｍｅｓｓａｇｅ?ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ??１１??

不到理论上的网??络通信质量，专用的ＬＴＥ无线网络信道尚处在建设中。??２．?１．３北斗短报文交换??北斗短报文交换是北斗导航系统中一项特殊的功能，具备用户与用户、用户与地面??双向数字报文通信的功能，可一次传输的数据大小约为７２个字节，高速列车经我国卫??星通信审核批准后一次传....

图２．５垂直切换与水平切换示意图??Ｆｉｇ．?２．５?Ｖｅｒｔｉｃａｌ?ｈａｎｄｏｆｆ?ａｎｄ?Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ?ｈａｎｄｏｆｆ?ｄｉａｇｒａｍ??１２??

不存在被窃取的可能。??综上所述，北斗短报文通信是列车车地通信垂直切换中的最“可靠”的网络。因其??覆盖范围广且通信质量可靠，所以一般列车运营在环境特别恶劣的情况下切换至北斗短??报文通信。但北斗短报文吞吐量和一次性传输的数据大小较小，故在ＬＴＥ网络和Ｗｉｍａｘ??网络的性能符合....

图２．８垂直切换过程??Ｆｉｇ．?２．８?Ｖｅｒｔｉｃａｌ?ｈａｎｄｏｆｆ?ｐｒｏｃｅｓｓ??（１）网络发现阶段??网络发现阶段是垂直切换的开端，第一步，安装在高速列车上的车载主机通信模块??开始自动搜寻三种制式网络（Ｗｉｍａｘ、ＬＴＥ、北斗短报文通信），通过三种网络反馈回??的广播消息判断此时的网络是否允许接入

?第二章多模通信切换相关技术???—＾—开始??网?▼??＾?列车车载??＾?网络监测??现?￣——??阶?—＾??段?记录当前＆选????的通倍＿各?ｒ?！??——?＾??！?！???价（ｓ性能??！?？＝?可用．Ｉ????！?号强度?带宽?｜??ｙｊ?ｊ???［??换?▼??....

本文编号：3984234