高铁环境下TD-LTE系统切换和切换自优化方法研究

发布时间：2017-10-31 06:28

  本文关键词：高铁环境下TD-LTE系统切换和切换自优化方法研究

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【摘要】：高速铁路由于快速便捷的特性在中国取得了巨大的发展,新一代LTE通信系统可以满足高铁乘客日益增长的高速率、大容量的通信要求,成为高铁通信系统的发展趋势。然而由于高铁列车运行速度过快,导致小区间切换频繁,传统的LTE切换算法容易引起无线链路失效等现象,因此研究适用于高速铁路环境LTE系统切换算法对提高列车用户的通信体验有重要意义。本文考虑高铁场景下TD-LTE系统信道环境和组网方式的特殊性,提出基于地理位置信息的切换自优化算法,能够有效提高切换性能。本文主要工作包括以下两部分： 第一部分重点研究了高铁场景下基于LTE系统的切换优化算法。首先通过深入研究LTE系统网络架构、协议栈结构以及切换基本流程,分析传统切换算法应用于高铁场景的局限性。然后提出了基于地理位置信息的切换优化算法,将列车的位置信息作为切换触发条件,从而避免基于A3事件的传统切换算法中由于触发延迟时间设置不当引起的切换失败。同时,本文针对此优化算法提出一种基于链路失效率和下行吞吐量两个切换性能度量参数的最佳切换位置选取方法,该方法可动态适应信道变化,实现切换算法的自优化过程,提高切换算法的稳定性。 第二部分在详细分析高铁仿真场景特性的基础上,对基于地理位置信息的切换自优化算法进行仿真分析。基于TD-LTE系统级仿真平台,对基于地理位置信息的切换自优化算法进行仿真验证,并与传统基于A3事件的切换算法对比分析。仿真结果表明在平原场景下,基于地理位置信息的切换自优化算法和传统切换算法性能基本相同,而在山地场景下,基于地理位置信息的切换自优化算法更有效地利用了高铁环境特点,可以获得更好的切换性能。 本文所提出的基于地理位置信息的切换自优化方法对LTE系统高速环境下移动性管理研究有重要的参考价值,为高速铁路切换算法工程实现提供了理论依据。
【关键词】：高速铁路 TD-LTE 切换技术 切换参考点 自优化
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U285.21;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.1.1 高铁通信系统的发展现状10-11
• 1.1.2 高铁通信面临的挑战11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 论文主要内容及结构安排12-14
• 第二章 LTE系统架构及切换机制14-26
• 2.1 LTE系统架构和关键技术14
• 2.2 LTE接口协议14-18
• 2.2.1 LTE空中接口协议15-16
• 2.2.2 LTE X2接口协议16-17
• 2.2.3 LTE S1接口协议17-18
• 2.3 TD-LTE系统切换机制18-24
• 2.3.1 TD-LTE切换基本过程18-19
• 2.3.2 TD-LTE切换触发条件19-20
• 2.3.3 TD-LTE切换信令流程20-24
• 2.4 本章小结24-26
• 第三章 高铁场景TD-LTE系统切换自优化算法研究26-40
• 3.1 高铁环境组网方式26-27
• 3.2 基于地理位置信息的快速切换算法研究27-34
• 3.2.1 算法基本原理28-29
• 3.2.2 基于X2接口的切换信令流程29-32
• 3.2.3 基于S1接口的切换信令流程32-34
• 3.3 最佳切换参考点选取机制研究34-39
• 3.3.1 切换参考点自优化算法分析35
• 3.3.2 切换性能度量标准35-37
• 3.3.3 切换异常场景分析37-38
• 3.3.4 切换参考点自优化算法流程38-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 高铁环境下切换自优化算法仿真40-50
• 4.1 LTE系统级仿真平台搭建40-41
• 4.2 切换场景和参数的设定41-42
• 4.3 仿真结果和分析42-48
• 4.4 本章小结48-50
• 第五章 总结与展望50-52
• 5.1 论文工作总结50
• 5.2 下一步工作研究50-52
• 参考文献52-55
• 攻读学位期间发表的学术论文目录55

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 陶成;刘留;邱佳慧;谈振辉;;高速铁路宽带无线接入系统架构与关键技术[J];电信科学;2010年06期

2 陈晨;李长乐;;高速铁路通信系统方案研究综述[J];计算机工程与应用;2010年34期

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本文编号：1121181