基于PMIPv6的城市轨道交通信息网络

通过分析城市轨道交通信息网络的特点,设计基于代理移动IPv6(Proxy Mobile IPv6,PMIPv6)的城市轨道交通信息网络,并对其优势进行深入分析。     

基于线路信息和QoS上下文转移的无缝切换方案

在高速客运专线环境中,信息传输的实时性和可靠性是保障铁路系统运营安全和提高客运系统无线接入服务的前提和基础.本文将分层移动IPv6网络拓扑结构应用于高速客运专线移动通信网.为减少其中实时业务的切换延迟和资源预留信息重建延迟,提出基于线路信息和QoS上下文转移的分层移动IPv6切换方案.首先,利用客运专线固定的线路信息和接入路由信息,事先建立顺序接入路由表;综合接收到的信号强度及位置信息和时间信息预知列车移动通信网的切换,从顺序接入路由表中主动选择合适的切换目的路由器,在此基础上有目的地进行提前切换.其次,利用上下文机制实现在切换之前将QoS信息传递给目标接入路由器,对新接入路由器扩展移动代理功能,提前为移动主机建立资源预留信息.仿真结果分析表明此方案减少了切换延迟,降低了数据丢包率.     

移动IPv6快速切换的性能分析

移动IPv6快速切换(FMIPv6)协议通过引入快速移动检测和快速绑定更新过程有效地减小了切换延迟,同时通过在接入路由器上建立缓存,减少了数据包的丢失.信令消息的执行顺序对FMIPv6的性能有着极大的影响.在分析FMIPv6时延的基础上,利用给出的改进二维分层网格随机漫步模型,对一次会话持续时间内FMIPv6协议的切换延迟和需要的缓存大小进行了理论计算,并给出数值结果.由结果可见,对于不同的信令交互时序,FMIPv6在切换延迟和需要的缓存等方面具有不同的性能.     

移动IPv6关键协议技术的研究

综述了移动IPv6关键协议技术研究方面的一些最新的工作,分析了移动IPv6的基本原理,着重论述了移动IPv6所面临的问题,包括最小移动、快速切换、平滑切换等扩展协议,以及服务质量、通信安全等。     

基于PMIPv6的高速铁路信息网络

铁路飞速发展以及网络技术和无线接入技术的日新月异,在高速铁路中部署信息网络成为铁路建设的重点内容。当前的移动性协议如MIPv6、HMIPv6、FMIPv6等都是基于终端的移动性协议,需要终端安装运行移动性支持协议。在研究代理移动IPv6协议的基础上,设计了基于代理移动IPv6的高速铁路信息网络,实验测试结果表明相比于传统的MIPv6,能够有效减小移动性管理对移动终端的要求、降低交互信令的复杂度、增强网络的可管理性。而这正是铁路这一特殊应用场景所需求的。     

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。     

基于AAA的移动IP快速认证注册方案研究

基于AAA(Authentication, Authorization and Accounting)的移动IP协议被用于解决移动IP的认证、授权及计费问题,但在切换时存在较大的时延.本文在分析现有的基于AAA的移动IP基本模型的基础上,提出了一种改进方案.该改进方案通过减少外地网络与家乡网络之间交换的认证注册消息数量,明显提高了切换的效率.同时通过采用公钥和对称密钥相结合的加密及认证方法,使得该方案具有安全、快速、成本低和扩展性好等优点,较好地满足了移动IP的要求.     

基于分离机制互联网络的移动性管理研究

基于分离机制提出一种新的互联网结构.该结构明确分离主机身份和其位置信息,分离传输层和网络层的地址功能,直接支持移动性.该结构明确分离互联网接入网和核心网,接入网和核心网内的IPv6路由伸缩性增强.本文重点给出基于分离机制的互联网移动性管理协议,支持基于主机和基于网络的移动性管理.给出移动性管理费用和切换延迟的解析模型,分析移动性和系统参数对移动性管理费用和切换延迟的影响.分析结果表明基于分离机制的互联网移动性管理协议由于位置管理相关消息经历网络处理节点较多,切换延迟较大,同时基于网络的移动性管理在减小切换延迟方面有较大优势.     

基于多接口NEMO的移动性支持方案

随着移动互联网技术的发展,人们希望在移动过程中获取Internet服务,如何采用NEMO (Network Mobility)技术为列车等移动子网提供移动性支持成为一个研究热点.当前,越来越多的移动设备具有多种网络接口,可同时接入Internet获取服务.采用多接口技术可以有效地扩大终端或子网的移动范围,提高传输的可靠性,并实现负载均衡.但是,当前的NEMO协议只提供单一接口上的移动性支持,而无法实现多接口的移动性支持.本文在研究多接口移动网络的基础上,提出并实现了一种基于多接口NEMO的子网移动性支持方案,采用多种连接方式为列车等移动子网提供服务.为了测试该方案的性能,搭建了一个实验环境.实验结果表明,该方案能够为移动子网提供全局的移动性支持,并可以在多个接口之间实现无缝切换.     

一种基于接入网络属性的垂直切换模型

提出一种基于接入网络属性触发的垂直切换模型,在此基础上,对垂直切换中的切换概率、掉话率以及切换次数等关键性能进行建模,并利用此模型对已有的一些切换机制(基于接收信号强度、基于距离和接收信号强度结合和基于误比特率和接收信号强度结合的切换机制)进行分析。结果说明该模型不仅设计简单,而且能够有效地评价基于接入网络属性触发的切换机制性能。     

一种优于IEEE802．16e的移动台节能机制

本文在分析IEEE802．16e标准中节能机制（Type I）监听效率后,给出了提高移动台（MS）监听效率的方案。之后本文以此为基础论证了定长窗口的休眠机制要优于IEEE 802．16e标准中节能机制（Type I）。和标准模式相比,这种休眠模式在维持数据传输延迟限制的条件下降低了移动台在空闲期的能耗,提高了MS的能效。     

一种基于车载双天线的GSM-R冗余网络无缝切换方案

随着铁路现代化的发展,列车运行速度逐渐增加,由此导致列车在穿越GSM-R网络小区的过程中需要频繁地执行越区切换操作。由于GSM-R网络先断后连的硬切换方式必然造成切换过程中存在通信中断等问题,对行车造成一定的安全隐患。传统的切换优化方法仅针对单层网络中移动台越区切换过程进行改进,忽视了GSM-R系统现有的冗余网络配置特点。本文提出一种将GSM-R双层冗余网络中的不同基站组成一个为列车服务的虚拟小区,并采用车载双天线与虚拟小区进行协作通信的方案,以充分利用冗余网络配置特点,从而实现列车穿越小区过程中完成无缝切换操作。仿真结果表明:所提出的方案使切换中断率明显降低,为列车的安全运行提供了可靠保证。     

GSM-R网络中基于位置和中继功率控制的切换优化方案

GSM-R(GSM for Railway)的可靠性和高效性引起人们的关注。列车速度的提升导致多普勒效应更严重、切换触发位置更靠后、越区切换更频繁。多普勒效应恶化接收信号质量使中断率增加;切换触发位置靠后变相缩小重叠区覆盖范围使越区切换失败率增加;频繁的越区切换进一步降低系统可靠性。因此列车速度的提升对GSM-R网络的安全性和可靠性产生重要影响。同时,我国铁路网络的不断扩展对GSM-R系统的容量提出更高的要求。本文首先对GSM-R网络传统切换策略进行建模和性能分析。随后,提出一种利用列车位置信息和中继功率控制技术的切换优化方案。在该方案中,列车到达切换位置前,利用中继站获得分集增益,提升信道容量和链路可靠性;处于切换位置时,通过中继的功率控制,保证本小区的信号满足最低通信要求,变相扩大重叠区覆盖范围的同时有利于触发切换提升切换成功率。仿真结果表明:本文提出的方案有效地提升切换成功概率和信道容量,明显改善了GSM-R系统的性能。     

基于实时动态迟滞的LTE-R切换算法优化研究

现行的的LTE-R切换算法在进行切换时采用固定的切换迟滞,或者对列车速度进行分级,进而调节动态迟滞,只做到了"局部动态",这意味着确定更准确的切换触发点是一个关键问题。首先,为了切换方案的顺利提出,根据实际信道模型对LTE-R网络重叠覆盖区的过渡区段、切换区段的距离作了理论的推导;然后,为了提高高速环境下的切换成功率,优化系统性能,提出基于实时动态迟滞的越区切换优化算法,先利用乒乓切换率和链路失效率等指标得到不同速度下的切换迟滞值,之后利用最小二乘法得到列车速度与切换迟滞的最佳函数匹配。仿真结果表明,相比于现行的切换算法,改进算法具有更高的切换成功率,佐证了所提出的方案比现行方案能更有效地触发切换。     

隧道内移动通信越区切换区域设置方案的比较研究

研究目的：针对我国城市轨道交通和铁路客运专线移动通信的越区切换位置存在的诸多问题，对隧道内移动通信切换区域的各种设置方案进行研究，为我国城市轨道交通和铁路无线通信网络规划和优化方案提供依据和参考。研究方法：通过对不同切换区域设置方案的分析，结合铁路移动通信技术的发展，从工程经济性、实施性、可靠性等不同方面进行多方案的比选研究。研究结果：提出了不同速度等级的铁路隧道内设置移动通信信号切换区域的几种方案，并对相应的方案做了分析比较。研究结论：隧道内移动通信信号切换区域的设置不仅受物体移动速度和切换时间的制约，还受高速移动带来的信号快衰落及不同制式移动通信系统切换机制的影响。     

直接驱动转向架一系悬挂设计分析

用多体动力学软件Simpack建立了永磁同步电机直接驱动转向架的车辆系统动力学模型,通过仿真计算来对直接驱动转向架的一系悬挂进行结构选型和参数优选.分析了一系悬挂水平定位刚度与非线性临界速度的关系,得出一系纵、横向定位刚度分别是10 MN/m和6 MN/m,并据此确定了一系悬挂应采用双圈钢弹簧+三角拉杆的结构形式.针对一系悬挂横向跨距较小的特点,着重分析车辆柔度系数s,得出一系垂向刚度取值为1.2～1.6 MN/m,最后计算了一系弹簧的详细结构参数.     

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。     

城市轨道交通信号系统联锁控制权交接研究

城市轨道交通信号系统中,调度人员通过列车自动监控系统中心工作站和车站工作站都可以向联锁机发送控制命令,但是同一时刻联锁机只能有一个指令源。因此在设计联锁系统软件结构时,需要采用合理的联锁控制权交接机制,防止控制权交接错误。从联锁控制权交接问题入手,总结联锁控制权交接原则,详细分析各个设备之间采用不同互联方式时的联锁控制权交接方案,并对不同方案的影响和优缺点进行比较,为联锁系统的软件设计提供理论依据。     

底噪对直放站上行信号影响的分析

直放站的噪声系数对基站的影响主要是指直放站的上行噪声引入基站,从而降低基站接收机的接收灵敏度,减小了施主基站的覆盖范围,导致其入切换成功率指标及业务信道占用成功率指标差等问题.通过优化直放站参数,可减小底噪对直放站的影响.