基于随机Petri网的GSM-R越区切换成功率分析

CTCS-3级列车运行控制系统利用GSM-R网络进行车地间连续、双向的安全信息传输。而GSM-R系统采用硬切换技术,切换时必然会产生短暂的通信中断,这就会影响列车控制类数据传输业务。为保证安全数据传输的可靠性,迫切要求更短的切换时间和更高的切换成功率。对此,建立GSM-R系统越区切换的随机Petri网模型,分析影响越区切换成功率的因素,并利用MATLAB仿真得到列车运行速度、越区切换中断时间以及列车追踪间隔与越区切换成功率的关系;最后说明列车在350 km/h和430 km/h速度下运行时,越区切换成功率是否满足CTCS-3级系统需求标准要求。     

影响铁路GSM-R系统的干扰分析

在铁路专用无线通信网络GSM-R的建设过程中,干扰现象比较棘手。干扰是影响无线网络质量和传输可靠性的重要因素之一。在GSM-R系统中,干扰将引起误码增加、话音质量下降、数据传输差错率上升,干扰严重时会发生掉话、数据传输中断等现象,严重威胁列车的行车安全。介绍GSM-R干扰的分类、干扰产生的原因,并提出在铁路GSM-R网络建设的不同阶段,其干扰查找、定位及处理方法。     

基于SPN的越区切换模型分析

CTCS-3列车运行控制系统是中国列车控制系统(CTCS)的重要组成部分之一,它采用GSM R实现地面一列车间连续、双向的安全信息的无线传输.对于GSM-R而言,移动台的越区切换必然引起通信连接的暂时中断.由于安全数据传输直接影响行车安全,为保证其传输的可靠性,必然要求更短的切换时间和更高的切换成功率.本文研究安全数据通信在越区切换时的传输可靠性,并对越区切换过程进行随机Petri网的建模和分析.给出列车速度与越区切换成功率的关系,以及列车在350km/h的速度下,越区切换时间与越区切换成功率之间的关系.最后,本文将分析结果与CTCS-3需求标准进行了比较,说明其可以满足要求.     

GSM-R网络QoS对CTCS-3级列控系统车-地数据传输的影响

首先介绍了铁路整体运营服务质量(QoS)指标,提出利用自顶向下方式拆解,定义相应的GSM-R网络电路域QoS指标的具体内容,阐述了QoS指标对CTCS-3级车-地数据传输的影响。然后着重描述了QoS指标与CTCS-3级车-地数据传输的相互作用关系,并分析了在QoS指标已知合格的条件下,如何设置CTCS-3级数据传输的参数以更好地适应GSM-R网络的特性。     

GSM-R系统干扰的信令监测

来自GSM-R系统内部与外部的干扰是影响网络运行的关键因素,对通话质量、掉话、切换、拥塞等QoS指标均有显著影响。因此,降低或消除干扰是网络规划和优化的首要任务。为此研究利用Abis信令监测系统对GSM-R网络系统中干扰实施监测,并通过实际应用对Abis信令监测技术作了详细的介绍,得到优化GSM-R网络的策略。     

CTCS-3系统中GSM-R网络结构的研究分析

针对当前CTCS-3系统中GSM-R网络采用的交织双网结构,提出了一个新的网络传输冗余结构。利用马尔可夫链,综合考虑了GSM-R网络通信过程中可能导致通信失败的一些因素:传输错误、传输干扰、连接的丢失、越区切换等,以及列车速度对系统可靠性与有效性的影响,提出2种网络结构的可靠性与有效性模型。通过对新网络结构的仿真分析,采用新网络结构使得系统在工作状态下的逗留时间有了很大的提高,可靠性和有效性均优于传统的网络结构,并且受到列车速度的影响也更小。     

铁路数字移动通信系统的传输干扰性能分析与改善

传输干扰率是铁路数字移动通信系统的服务质量指标中重要的一项,其描述铁路数字移动通信系统误码性能对列车控制信息传输的影响程度.在介绍铁路数字移动通信系统传输干扰基本概念的基础上,分析影响铁路数字移动通信系统传输干扰性能的重要因素,包括列车控制系统信息传输特性、列车控制系统链路层数据传输协议、通信系统越区切换等.基于列车运行速度与传输干扰间的关系,提出采用分布式天线扩大小区覆盖范围的方案,降低数据传输与越区切换发生的碰撞概率,以改善传输干扰性能.通过对分布式天线系统覆盖范围以及对其同频干扰、载波干扰比等性能指标的理论分析,证明了分布式天线覆盖方案可以有效地扩大广义小区的覆盖面积以改善铁路数字移动通信系统传输干扰性能.     

GSM-R网络越区切换掉话分析及优化方案

越区切换作为GSM-R系统中的基本技术,是保证GSM-R网络服务质量的重要指标。而越区切换掉话是网络优化中出现的典型问题,分析了GSM-R网络越区切换掉话的原因并提出了优化方案。     

无线机车信号数据安全传输方法的研究

研究采用无线信道方式传输数据,实现机车信号数据安全传输的方法.根据无线机车信号数据传输需求,以GSM-R数据通道结构和GSM-R安全传输协议为基础,提出采用地址、时间、注册码三维控制、时分复用通信方式和通信协议、帧结构可变、调整优先级等方法.防止由于无线干扰和传输网络帧冲突等原因造成的数据传输错误,保证无线机车信号数据传输的可靠性和安全性.     

高速铁路GSM-R分组域数据传输特性研究

GPRS具有适合突发性数据业务应用、链路建立时间短、频谱利用效率高等特点,但小区重选和路由区更新会造成GPRS数据传输出现误码、丢包、短时中断等现象.通过试验,分析研究列车高速运行条件下GSM-R分组域数据传输特性,重点是小区重选、路由区更新对GPRS数据传输的影响.     

GSM-R无线网络越区切换问题研究及案例分析

越区切换是保障高速列车车-地数据传输的重要基础,切换失败或异常切换在CTCS-3级线路中可能会引起无线超时甚至系统降级。本文通过简要介绍GSM-R无线网络越区切换的基本流程,阐述越区切换的测试方法,基于高速铁路综合检测列车的动态检测数据分析近年来切换成功率指标的变化趋势,指出造成越区切换故障的原因,并提出优化建议。     

CTCS-3级列控数据传输与GSM-R网络CSD测试关系

介绍CTCS-3级列控系统车-地数据通信协议和传输模型;结合列控系统实际应用,归纳车-地通信常用数据。在此基础上,阐述GSM-R网络CSD测试原理,讨论关键参考指标的确立依据。列控数据传输运用质量是GSM-R网络CSD测试的根本依据,了解实际应用与测试之间的关系,对探讨CTCS-3级列控系统车-地数据传输运用质量的评价方法和深入理解GSM-R网络CSD测试结果有着重要意义。     

GSM-R移动通信网络与列车控制系统的发展

基于GSM-R的列车控制系统主要由地面子系统、车载子系统和GSM-R网络组成。为了保证列控信息在网络中安全、可靠、及时地传递,GSM-R网络要提供满足电路交换模式的数据传输、非限制数字信息、全速率无线信道、非语音/数据交替、异步透明传输模式等要求的承载业务;同时补充主叫识别显示和增强多级优先级与强拆业务。在连接建立时延、连接建立失败率、最大端到端传输延时、连接丢失率、传输干扰周期和传输恢复周期等方面对列控数据传输服务质量提出了较高的要求,并且必须考虑网络设备冗余,引入基于位置的寻址,对网络性能随时进行监视。     

GSM系统对GSM-R系统的互调干扰分析

研究目的:通过分析公网GSM系统和铁路GSM-R系统的频点及可能产生的二阶及三阶互调干扰,用计算机仿真找到可能对铁路GSM-R频率产生干扰的频点组合,给铁路沿线公网GSM系统的频率规划提出建议。研究结论:(1)铁路沿线的公网GSM系统对铁路GSM-R系统产生互调干扰的概率很高;(2)在铁路沿线的公网GSM系统需根据GSM-R系统所使用的频率进行频率规划,以避免对GSM-R系统造成干扰,影响铁路安全运行;(3)运营商在对铁路沿线已建成的GSM网络进行频点调整优化时,需要了解铁路GSM-R使用的频点,再进行优化,避免对GSM-R系统造成干扰。     

基于GPRS列控数据传输的扩展应用

GPRS可以传输更大容量数据并容纳更多用户,将GPRS用于列控,可以解决GSM-R网络频率紧张问题,扩充网络使用范围.为此,比较电路域数据传输和分组数据传输的特点,探讨GPRS应用CTCS-3级列控的可行性,同时介绍欧洲及我国对GPRS的研究进展.     

GSM-R无线网络切换的关键指标研究

根据GSM-R无线网络切换的特点,对切换的几个关键技术指标进行重点分析,提出衡量GSM-R网络切换质量的几个关键指标,为网络优化提供关键参数。     

基于GSM-R的无线调车机车信号和监控系统研究

GSM-R网络具有覆盖范围广、抗干扰能力强、通信质量可靠等特点,能够为铁路运输提供高度可靠、高度安全、快速接入的数据传输通道,可有效解决既有STP系统数传电台传输距离短、易受外界环境干扰等方面的不足,提高整个STP的稳定性、安全性和可靠性。     

基于GSM-R的无线调车机车信号和监控系统研究

GSM-R网络具有覆盖范围广、抗干扰能力强、通信质量可靠等特点,能够为铁路运输提供高度可靠、高度安全、快速接入的数据传输通道,可有效解决既有STP系统数传电台传输距离短、易受外界环境干扰等方面的不足,提高整个STP的稳定性、安全性和可靠性。     

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。     

EDGE技术在GSM-R中的应用研究

EDGE技术作为GPRS到3G的过渡性技术方案,在传输延时、速率及吞吐量等方面均优于GPRS。在GSM-R网络引入EDGE不需要改变GSM-R网络结构、无线覆盖和频率规划,通过对BTS、BSC和PCU等设备的升级即可实现。分析EDGE的调制、链路质量控制等技术特点,研究了引入EDGE对GSM-R网络的影响。