高速車地無線通信系統(tǒng)切換優(yōu)化策略研究.pdf

1、隨著鐵路現代化的發(fā)展,客運專線不斷修建,列車運行速度逐漸增加,隨之而來的是越來越多的人選擇乘坐高鐵出行。列車的高速運行,對車地無線通信系統(tǒng)帶來了極大的挑戰(zhàn),其中越區(qū)切換操作對系統(tǒng)性能影響非常大,因此需要有針對性地改善切換質量,降低切換中斷率,減少切換延時。針對高鐵的車地無線通信系統(tǒng)主要有兩種:一是高速鐵路列車運營控制信息的傳輸承載網(GSMforRailway,GSM-R)；二是針對車廂內旅客通信需求激增,為旅客提供寬帶接入的下一代無線

2、通信系統(tǒng)。
　　 本文分別針對上述兩種高速鐵路車地無線通信系統(tǒng)設計了切換優(yōu)化方案,主要的研究內容和貢獻如下:
　　 首先,分析了國內外現有的高速車地無線通信系統(tǒng)的特性,并詳細介紹了列控信息傳輸的承載網GSM-R以及用于旅客通信的下一代無線通信系統(tǒng)的系統(tǒng)架構、切換流程等,并分析了無線通信系統(tǒng)切換優(yōu)化的主要切入點。
　　 其次,針對承載列車運營控制消息的GSM-R網絡,提出了一種基于車載雙天線的GSM-R冗余網絡無縫

3、切換的方案。方案中利用現有的交織站址雙層網絡冗余機制,將兩層網絡中的不同基站組成一個為列車服務的虛擬小區(qū),且在列車頂端前后各安裝一個收發(fā)天線,用于列車與地面基站之間通信的橋梁。車載雙天線分別接入虛擬小區(qū)中的不同基站,當列車不執(zhí)行切換操作時,形成分集接收的效果；當列車執(zhí)行切換時,采用雙天線與虛擬小區(qū)中的基站協同工作,完成無縫切換操作,有效地改善了列車越區(qū)切換的性能,為列控信息的可靠傳輸提供了保障。
　　 最后,針對車廂內旅客的通信

4、需求,基于802.16系統(tǒng)的下一代無線通信系統(tǒng),提出了一種移動中繼站(MobileRelayStation,MRS)輔助切換的方案。方案中在小區(qū)重疊區(qū)中央布置MRS,一方面能夠更好的覆蓋重疊區(qū),為列車切換過程提供良好的信號質量；另一方面由于MRS具有切換功能,當列車與基站(BaseStation,BS)的單跳鏈路轉變?yōu)橥ㄟ^MRS轉發(fā)的兩跳鏈路后,由MRS執(zhí)行切換操作,而附屬于MRS的列車不執(zhí)行切換。當MRS切換完成后,更新列車內用戶的(