基于LTE-R的车车通信技术及可靠性研究
发布时间：2020-10-15 08:58
截至2017年,我国高速铁路累计开通运营里程已经超过2.2万公里,“四纵四横”铁路网已基本铺设完毕,成为世界高铁第一大国。与此同时,高速铁路运营的业务需求在不断增长,其设备结构随着现代科技的不断发展进步,也在面临换代升级。在铁路信号系统中,CTCS-3级列控系统是基于无线通信系统并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统。随着高铁的不断发展,GSM-R的一些缺点逐渐凸显,如GSM-R是一个窄带系统,其高延时、低速率的特征已经无法满足铁路运输日益增长的业务需求,LTE(Long Term Evolution,长期演进)作为下一代无线通信系统,其具有的高速率、低时延、高安全性、载波带宽灵活可变等优点都较为符合下一代铁路移动通信系统的业务需求,国际铁路联盟也已将LTE-R作为下一代铁路无线移动通信制式。在CTCS-3系统中,列车与列车之间没有直接的信息交互通道,在“7·23甬温线事故”中,信号系统遭受雷击产生逻辑混乱,导致后车只能收到绿码,从而在对前车运行状态未知的情况下发生相撞。所以研究列车和列车之间直接通信是非常有必要的,具有重要的现实意义。本文首先在既有CTCS-3系统的基础上,研究利用列车进入RBC(Radio Block Center,无线闭塞中心)的登录注册信息实现前后行列车的身份识别方案,其次在LTE-R的背景下,研究利用LTE-A中的终端直通(Device-to-Device,D2D)技术建立车车通信的链路模型,最后对该链路模型的可靠性利用故障树模型法、马尔科夫模型法和可靠性框图法进行了验证。前后行列车身份识别方案中,在既有CTCS-3地面设备中加入列车通信管理单元。利用列车进入RBC区域的注册信息赋予相应的通信地址,由于每列车的车次号是唯一的,所以根据其唯一的车次号赋予列车唯一的通信地址,并将前车的通信地址通过LTE-R传送至后车。在建立车车通信链路模型时,选取列车追踪运行场景,结合D2D技术的不同模式选择基站中继模式进行建模,在该模型中信息通过基站之间的X2接口进行中继转发。在建立通信链路模型的基础上,分析了车车通信系统中的故障因素并对其可靠性进行分析后,通过与列控系统对无线通信系统的QoS进行分析对比,可知本文所提出的车车通信模型与其可靠性能够满足铁路运输的业务需求。
【学位单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN929.5;U285.2
【部分图文】：
列车1 列车2图 2.5 列车通信管理单元布置图列车通信管理单元的工作流程如图 2.6 所示。开始是否为单数数据输入为收到的车次号赋予通信地址是否有车已注册将上列车的通信地址发送给是否有车已注册为收到的车次号赋予通信地址将上列车的通信地址发送给是否是是否否
技术 中所要求的性能指标设计需求，可知 D2D 技术在实现 LT高能量利用率方面具有重要的研究价值。下文中将通过对进行介绍，阐述了 D2D 通信系统在 LTE-A 中的重要性。特点及应用，D2D 通信是在系统控制下，允许终端之间复用其他蜂窝新型技术。与传统的通信方式不同，D2D 用户之间的信息在链路传输，基站只对 D2D 通信进行控制，由于 D2D 通信以其控制信令的传输路径是用户与基站之间的通信链路。的距离相对较近，这就允许终端在使用较低的发射功率时也D 终端之间的信息只需经过一跳即可由源终端到目的终端基站的网络负荷；D2D 通信终端通过复用小区中距离较远的息交互，提高了小区中的频谱资源的利用率。
将信息经过其他蜂窝用户的中继转发传送到处在小区边缘或者信道处在深度衰用户，改善了边缘用户和信道质量较差用户的服务质量。)车辆通信网络[29]：车辆直接通过 D2D 通信技术交换车辆信息，包括速度、线。D2D 技术能够提供实时性更高、移动性更好的通信服务。共安全应用场景[26]：在传统蜂窝通信系统受到地震等自然灾害破坏时，D2D 允许近距离用户直接进行通信而不依赖系统的状态，能够更好的指导救灾工作户也能够通过广播及时了解救灾信息。D2D 通信的通信模式公网模式下，网络在大部分情况下都处在满负载的状态下，D2D 通信用户能够用户(Cellular User，CU)的频谱资源，在复用模式时，可以复用 CU 用户的上可以复用下行频率。在该模式下，D2D 通信用户处在同一小区内，并且在复户的频谱资源时[30]，会对 CU 用户的通信信道产生干扰，但是通过复用 CU 用资源，可以显著的提高频谱资源的利用率，增加网络通信容量。其通信模式如。D2D 用户复用 CU 用户的资源在 D2D 直通链路上进行通信。
【参考文献】
本文编号：2841964
【学位单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN929.5;U285.2
【部分图文】：
列车1 列车2图 2.5 列车通信管理单元布置图列车通信管理单元的工作流程如图 2.6 所示。开始是否为单数数据输入为收到的车次号赋予通信地址是否有车已注册将上列车的通信地址发送给是否有车已注册为收到的车次号赋予通信地址将上列车的通信地址发送给是否是是否否
技术 中所要求的性能指标设计需求，可知 D2D 技术在实现 LT高能量利用率方面具有重要的研究价值。下文中将通过对进行介绍，阐述了 D2D 通信系统在 LTE-A 中的重要性。特点及应用，D2D 通信是在系统控制下，允许终端之间复用其他蜂窝新型技术。与传统的通信方式不同，D2D 用户之间的信息在链路传输，基站只对 D2D 通信进行控制，由于 D2D 通信以其控制信令的传输路径是用户与基站之间的通信链路。的距离相对较近，这就允许终端在使用较低的发射功率时也D 终端之间的信息只需经过一跳即可由源终端到目的终端基站的网络负荷；D2D 通信终端通过复用小区中距离较远的息交互，提高了小区中的频谱资源的利用率。
将信息经过其他蜂窝用户的中继转发传送到处在小区边缘或者信道处在深度衰用户，改善了边缘用户和信道质量较差用户的服务质量。)车辆通信网络[29]：车辆直接通过 D2D 通信技术交换车辆信息，包括速度、线。D2D 技术能够提供实时性更高、移动性更好的通信服务。共安全应用场景[26]：在传统蜂窝通信系统受到地震等自然灾害破坏时，D2D 允许近距离用户直接进行通信而不依赖系统的状态，能够更好的指导救灾工作户也能够通过广播及时了解救灾信息。D2D 通信的通信模式公网模式下，网络在大部分情况下都处在满负载的状态下，D2D 通信用户能够用户(Cellular User，CU)的频谱资源，在复用模式时，可以复用 CU 用户的上可以复用下行频率。在该模式下，D2D 通信用户处在同一小区内，并且在复户的频谱资源时[30]，会对 CU 用户的通信信道产生干扰，但是通过复用 CU 用资源，可以显著的提高频谱资源的利用率，增加网络通信容量。其通信模式如。D2D 用户复用 CU 用户的资源在 D2D 直通链路上进行通信。
【参考文献】
相关博士学位论文 前2条
1 牛义锋;多态网络系统可靠性评估方法研究[D];北京交通大学;2017年
2 冯大权;D2D通信无线资源分配研究[D];电子科技大学;2015年
本文编号：2841964
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/2841964.html
