一种基于双无线网卡的广义AP间切换算法

由于目前还不能实现快速自主的AP间切换,限制WiFi在车载Internet等方面的进一步发展和应用。为此,本文基于双无线网卡设计一种广义AP间切换算法TTBC,采用嵌入式系统和Linux开源代码自主研制车载通信网关,并组建狭义和广义AP间切换实验床对该算法进行详细的实验研究与分析。实验结果表明:算法TTBC不仅显著减少甚至消除AP间切换导致的网络中断时间,同时对数据传输带宽也影响甚少,并且可支持车载移动环境下快速自主的AP间切换。     

对利用AP数据库排除车载无线电台干扰的研究

介绍CBTC系统的数据通信网,根据CBTC系统骨干网的双网特性,为轨旁AP建立2个AP数据库,与列车车头和车尾的2套车载无线电台相对应.车载设备中设计一个车载无线电台管理模块,利用轨旁AP数据库排除非法的无线干扰,实现无线覆盖区域间的越区切换,保证切换的安全性和稳定性.     

基于多条件的无线接入点间快速切换方法研究

介绍了在城市轨道交通中车地无线通信系统的关键技术之一——车载STA(工作站)快速在轨旁AP(接入点)间切换。为了保证信号数据在车载系统和地面系统之间实时、可靠、安全地传输,车地通信系统必须具有很高的无线通信质量。而基于列车位置和信号强度的AP间快速切换方法则是达到此目的的重要方法之一,它通过布置在列车两端的车载STA与轨旁AP的快速交互,实现了高速移动下的车地数据传输。该方法优先采用列车传给车载STA的列车位置信息进行切换,同时考虑信号强度因素,并将基于信号强度的切换作为后备模式。经过与实际相仿的试验床测试,该方法可以明显提高切换的效率,并使无线数据的传输更加平稳。     

城市轨道交通CBTC中准无缝切换的研究

在城市轨道交通中,当列车运行跨越由多个AP构成的大型无线网络时,存在切换的问题,切换过程中不可避免引起时延和丢包率问题。安全性是轨道交通永恒的主题,过长的时延和重要数据丢失都会引起行车安全。提出了基于位置的切换算法,减少切换时延的同时实现在相邻AP点间接力数据传输,消除丢包率,实现准无缝切换。     

一种应用于高速铁路的GSM—R快速切换算法研究

研究目的:随着我国高速铁路和客运专线建设,GSM-R数字移动通信系统在我国铁路得到迅速发展,同时也带来一些亟待解决的问题.GSM-R的线状覆盖方式,使列车运行过程中越区切换频繁发生,切换性能对系统的服务质量和行车安全有很大的影响,尤其是高速列车对GSM-R系统越区切换提出更加严格的要求.为在高速环境下实现快速可靠切换,针对切换算法进行研究,提出一种快速切换算法,达到缩短切换时延,提高高速环境下跨MSC间越区切换的成功率的目标.研究结论:通过研究提出了一种适用于高速铁路环境下的新型快速切换算法.在理论上对该算法的实现方式和性能进行了分析,并与常规的切换算法在切换时延上进行了比较.结果表明本算法在缩短切换时延上具有一定的优势,特别在跨MSC切换时能减少约64%的时延.采用快速切换算法非常适用于高速环境,通过缩短切换时间,从而提高切换成功率,为移动通信系统提供更高的可靠性和有效性.     

基于有色Petri网的CTCS-3级列控系统RBC切换的建模与形式化分析

在CTCS-3级列控系统中,车载设备在执行RBC切换过程中所用时间的长短和切换成功概率的大小,严重影响着列车的运行效率。本文利用有色Petri网对车载设备进行RBC切换的两种方式分别建模,模型中引入GSM-R故障模型和非周期消息模型,模拟在GSM-R网络中消息的传输过程和重发机制。研究结果表明:基于两部车载电台的RBC切换方式比基于一部车载电台的RBC切换方式所用时间更少,效率更高。列车速度、消息重发时间间隔都会影响列车执行RBC切换的时间。消息重发时间间隔和RBC重叠范围又会影响车载设备进行RBC切换的成功概率。     

移动性增强技术在铁路5G专网中应用场景研究

超高可靠低时延通信是5G移动通信系统的三大特性之一,移动性增强是实现超高可靠低时延特性的一个关键技术。铁路5G专网同样也有高可靠性低时延的要求,列车在高速运行过程中,用户设备需要不断在相邻小区间进行业务切换,主要探讨移动性增强技术中的条件切换、双激活协议栈和快速切换失败恢复等3项功能在铁路5G专网中的应用场景。根据这3项功能的工作机制和铁路5G专网覆盖模型的特点,认为双激活协议栈和快速切换失败恢复对减少业务中断时延,保障列车运行安全具有很好的应用价值。     

基于位置的CBTC系统无线局域网切换机制

目前的城市轨道交通CBTC车地通信系统大多采用无线局域网技术。针对同时存在无线自由波和漏泄波导车地通信技术的CBTC无线局域网车地通信系统,提出一种基于位置的无线局域网切换机制。在无线自由波覆盖区段,移动台在确定的位置直接发起重关联请求,而不需要进行探询扫描新AP的过程。而在漏泄波导覆盖区段,通过改变移动台扫描的信道数和最大信道扫描驻留时间,同样明显减小了切换时延。该方法不仅适用于无线自由波的覆盖区域,也可以应用于漏泄波导覆盖的区域,能够减少CBTC车地通信系统中的切换时延。     

基于LTE的城市轨道交通综合业务承载应用研究

通过对LTE(长期演进)应用原理的描述及LTE综合承载业务需求分析,介绍了采用基于LTE技术的1.8 GHz双网(15 MHz+1.4 MHz)城市轨道交通车地无线宽带网络,来综合承载CBTC(基于通信的列车控制)、乘客信息系统、闭路电视业务和列车状态监视业务的方案。针对方案中可能存在问题提出了一套测试方案,通过测试验证了方案的可行性。测试方案验证了主备TAU(车载接入单元)能够通过车载乘客信息系统二层网络实现主备切换,且列车头尾TAU的VRRP(虚拟路由冗余协议)心跳数据不影响车载二层网络业务,通信TAU头尾切换时的业务数据对信号TAU的CBTC业务没有影响;验证了LTE综合承载网方案的可行性,为后续项目实施提供了可靠依据。     

地铁乘客导乘系统中的无线局域网络技术

基于目前地铁安全和实时信息更新的需求,指出带无线车载系统的地铁乘客导乘系统是未来发展的趋势;说明可以通过无线通信,实现车地之间视频和数据信息的高速传递.对多个带无线通信的导乘系统项目中采用的技术进行分析,总结实施过程中的经验;认为影响导乘系统性能的因素是:无缝切换、频率规划、无线网络安全、无线接入节点(AP)的选定.     

一种支持车-地宽带互联的WiFi移动应用优化方案

本文研究如何改进WiFi协议及其算法以优化其移动应用性能,从而支持不间断的旅客列车车-地宽带互联。为此,本文首先探讨并建立802.11a移动应用的系统模型,然后基于802.11a移动应用仿真系统深入分析802.11a移动应用在不同多径传输、不同移动速度和不同信噪比条件下的性能,并通过不同的系统配置,研究不同数据帧长、不同发送速率对802.11a移动应用性能的影响。研究发现,802.11a在受限的多径传输环境下可以支持移动应用,但信道估计周期不能超过信道的相干时间,并且6 Mbit/s1、2 Mbit/s和24 Mbit/s这3种发送速率更适合于移动应用。最后针对旅客列车车-地宽带互联,提出WiFi移动应用方案TGI@11a,不仅将802.11a移动应用的误码率由高于5‰下降到低于0.4‰,同时将有效发送速率由最高6 Mbit/s提高到20 Mbit/s。     

一种基于终端决策的自适应垂直切换算法

在未来的异构环境中,网络间的垂直切换将对QoS保证产生重要影响。首先建立一个利用各种移动通信系统中的广播信道广播业务质量信息、支持基于移动终端侧进行垂直切换的通用模型,并描述业务质量评价指标的定义以及终端侧进行切换判决的处理流程。然后应用检测与估值理论提出一种支持这一模型的自适应预测切换算法。算法依据接收到的广播业务质量信息,预测下一时间段用户获得的服务质量,继而做出切换判决。最后给出算法自身执行过程中跟踪多个接入网络业务质量状态的仿真,并以终端获得的服务质量以及切换事件发生的概率为指标、与基于简单预测和线性预测的切换算法进行了对比仿真。该算法能够实时地为用户选择最佳的接入网络,并提高网络侧的资源利用率。     

多业务环境下切换优先算法的改进

切换是移动通信中充分利用有限频谱的一项关键技术。本文提出了在数据业务和话音业务环境下,基于混合信道分配(HCA)方案上的双先进先出(FIFO)排队算法:系统分别为切换语音呼叫和初始语音呼叫与数据呼叫分配了大小为Nh和No的排队空间,两队列均遵从FIFO法则;同时,为切换语音呼叫预留了可根据当前业务量调整数目的Cr个信道。通过与单FIFO排队算法和基于HCA的单FIFO排队算法的比较,可以看到本算法改善了系统的性能,更能适应高业务量小区的需要。     

宽带数字集群在城市轨道交通中的应用

针对城市轨道交通数字集群通信的现状和问题,分析城市轨道交通运营对宽带数字集群通信的需求;通过对TETRA(陆上集群无线电)和TD-LTE(时分长期演进)的技术比选,给出基于TD-LTE宽带数字集群的解决方案.结合郑州轨道交通1号线TD-LTE车地无线通信系统的建设情况,验证并说明TD-LTE宽带数字集群基本满足地铁的使用要求,并对下一步发展方向提出建议.     

基于有限状态机的自动切换机制的设计与实现

为应对各种复杂的无线通信环境,如乒乓效应、快速切换、异构网切换等问题,介绍一种基于有限状态机的移动终端自动切换的控制方法,通过记录状态对各种正常以及异常事件的响应,构建完备的有限状态机对终端的切换过程进行自动控制.本文还介绍了自动切换机制在实脸网络中的实现过程.结果表明,采用有限状态机控制的切换过程能够很好地处理各种可预见的事件,根据实际情况灵活调节各种参数,提高切换的灵活性和稳定可控性.     

轨道交通车地通信TD-LTE综合业务承载研究

为研究采用TD-LTE技术进行轨道交通综合业务承载的可行性,分析车地通信业务的承载需求和TD-LTE的技术特点,提出一种适用于轨道交通综合业务承载的TD-LTE车地无线技术方案,并在郑州市轨道交通1号线一期工程上进行测试验证,结果表明,TD-LTE技术可以满足轨道交通综合业务承载的需要。     

低真空管道超高速磁悬浮铁路车地无线通信系统的需求及现状调研

针对低真空管道超高速磁悬浮铁路的特殊应用场景,对车地无线通信系统的需求进行了分析;通过对既有38 GHz毫米波车地无线通信系统和ATG-LTE无线通信系统方案的调查研究,对低真空管道超高速磁悬浮铁路的车地无线通信系统的方案设计提出了建议.     

基于匿名代理签名的LTE-R车-地无线通信安全认证方案

针对铁路下一代移动通信系统LTE-R的车地无线通信实体认证安全漏洞及认证效率问题,提出了基于匿名代理签名的车-地无线通信安全认证方案。该方案针对3种认证场景分别设计了注册认证协议、初始认证协议和重认证协议,通过引入匿名代理签名机制,实现了IMSI的机密性保护和MME的预认证功能,可抵抗中间人攻击、重放攻击和拒绝服务攻击。此外,本方案实现了认证信息的本地生成,有效提高了高速移动环境下频繁重认证的计算和通信效率,避免了认证向量耗尽而重启初始认证协议的问题。性能分析表明,本方案能够满足LTE-R系统车地认证对安全性和实时性的实际需求。     

基于5G移动通信技术的城市轨道交通车地无线网络协同传输方案

针对城市轨道交通中现有车地无线网络在承载带宽和传输速率方面的瓶颈,研究利用5G移动通信技术的优势,结合既有LTE车地无线网络的建设成果,提出满足大带宽、高速率需求的车地无线网络协同传输方案,为5G移动通信技术在城市轨道交通车地无线传输业务中的应用提供一种可行的技术方案,实现车载乘客信息系统多媒体在线分发、车载视频录像及...