异构网络在高速环境下切换方案中的应用

为提升高速移动环境中列车通信系统在进行越区切换时的无线连接性能、实时业务服务质量等,提出了将异构网络应用于高速环境中以改善系统切换性能.将高铁列车车载移动中继同时连接到两个或多个异构网络中构建多链路软切换方案,使其同时保持多条链路连接,当一条链路进行切换时,其他链路保持通信连接,以此达到信号不中断、无缝切换的目的.分析对比现有的双层网络方案,验证车载移动中继通信性能在切换失败、链路重建过程期间是否恶化.切换性能分析和仿真结果均表明,异构网络中构建的多链路软切换方案可显著降低高速环境中信号切换时无线连接失败率,提高了无线通信性能.     

基于RFCS的城轨列车无线视频监控统切换机制

针对城轨列车跨越多个无线接入点AP高速运行时存在切换延迟的问题,在对城轨列车无线视频监控系统研究的基础上,提出一种RFCS（RF channel switched）机制,在这种机制下,无线接入点AP按照预定的顺序周期性的改变RF信道来防止相邻AP信道的重叠,从而减小了切换延迟,增大了网络吞吐量,最终实现无缝切换.并用NS2仿真软件对该方案进行仿真,与传统的切换过程相比,该方案明显减小了切换时延,保证了城轨列车无线视频监控系统的实时性.     

全双工中继选择策略的性能研究

为了提高协同通信系统的频谱效率,对全双工中继通信系统进行了研究.首先,介绍了传统的主动机会中继策略和最优的全双工中继选择策略,并在最优全双工中继选择策略的基础上提出了增强型全双工中继选择策略;其次,分析了主动机会中继选择策略应用在全双工中继网络中的中断性能,推导了3种策略中断概率的闭式精确结果和高信噪比(SNR)下的近似逼近结果;最后,通过数值仿真分析验证了理论推导结果的正确性.研究结果表明:在高SNR范围时,最优全双工中继选择策略和主动机会中继选择策略的中断性能趋于平台效应;增强型全双工中继选择策略的中断性能会随着SNR的增大而一直提高,且增强型全双工中继选择策略的中断性能明显最优,主动机会中继选择策略的性能最差.      

基于信号强度和功率损耗的分层网络切换算法

为解决毫微微小区基站布置在宏蜂窝小区中引起的切换问题,提出了一种新的分层网络切换算法.该算法主要基于用户接收的信号强度和信号在传播过程中的功率损耗2个参数进行切换判决.当依据接收的信号强度进行切换判决,且其不能有效工作时,将功率损耗作为辅助判决条件,可提高毫微微小区的利用率和降低算法复杂度.仿真分析结果表明,与传统的切换算法相比,该算法的切换次数增加了1倍;与基于宏基站和毫微微小区基站联合信号强度的切换算法相比,减少了1/2不必要的切换次数.     

考虑追踪安全的地铁快慢车协同操纵节能优化

研究考虑追踪间隔要求和再生能利用的快慢车线路地铁列车协同操纵节能优化问题.首先,基于滚动优化思想将列车协同操纵全局优化问题分解为一系列的子问题,即每一列车进入下一区间前由中央控制器根据同一供电分区内其他列车的操纵方案和列车重量等实时运营信息,计算出站列车在下一区间的操纵方案.为延长牵引制动重叠时间、提高再生能利用,各列车尤其是快车允许途中二次牵引加速以配合其他列车进站制动.基于上述研究思路,本文以列车净能耗为目标构建了快慢车线路列车协同操纵节能优化模型,并设计了混合遗传算法进行求解.案例分析结果表明,与不考虑其他列车操纵的个体最优节能操纵方法相比,本文提出的协同操纵方法可节能3%以上,算法满足实时优化对计算效率的要求.     

考虑追踪安全的地铁快慢车协同操纵节能优化

研究考虑追踪间隔要求和再生能利用的快慢车线路地铁列车协同操纵节能优化问题.首先,基于滚动优化思想将列车协同操纵全局优化问题分解为一系列的子问题,即每一列车进入下一区间前由中央控制器根据同一供电分区内其他列车的操纵方案和列车重量等实时运营信息,计算出站列车在下一区间的操纵方案.为延长牵引制动重叠时间、提高再生能利用,各列车尤其是快车允许途中二次牵引加速以配合其他列车进站制动.基于上述研究思路,本文以列车净能耗为目标构建了快慢车线路列车协同操纵节能优化模型,并设计了混合遗传算法进行求解.案例分析结果表明,与不考虑其他列车操纵的个体最优节能操纵方法相比,本文提出的协同操纵方法可节能3%以上,算法满足实时优化对计算效率的要求.     

基于OFDM的列车控制网络宽带系统

针对列车通信网络日益增长的带宽需求,提出一种TCN基带信号承载高频载波信号的信道共享解决方案,采用OFDM技术与TCN总线共用同一物理介质,在基带传输低速率、高可靠控制指令的同时,叠加更高频域的多媒体数据信息,实现信道复用.利用Matlab建立了列车控制网络宽带OFDM模型,并用FPGA实现了收发机样机系统,最后通过实验,验证了方案的可行性.     

基于IEEE 802.11ac标准的城市轨道交通CBTC系统切换算法

城市轨道交通列车控制系统通常采用无线局域网技术实现列车和轨旁设备间的连续数据通信,因而列车在运行过程中存在多次切换,切换性能直接影响列车运行安全和效率.传统切换算法往往采用固定切换门限,较少考虑列车速度对切换过程的影响.随着列车运行速度的提高,传统切换算法难以满足实际的运营需求.针对城市轨道交通列车运行特点和切换过程,以隧道环境的无线传播模型为基础,推导出列车速度与切换迟滞参数之间的约束关系,提出基于IEEE 802.11ac标准的自适应切换算法.仿真结果表明,与传统切换算法相比,该算法在降低乒乓切换率、提高切换成功率和网络吞吐量等方面,能够满足列车在不同速度下的车地通信要求,适用于城市轨道交通运营场景.     

基于手机基站数据的混合地图匹配算法研究

基于移动通信的交通信息采集是智能交通系统中新兴的应用技术之一,将车载 手机定位到电子地图上是其应用的基础,而地图匹配技术则是解决车载手机定位的关键. 本文通过对车载手机行驶在不同的路网时所产生的基站切换数据信息,分析得到车载手 机实际运行时基站切换的基本规律;并结合电子地图的数据结构特点,对使用基站切换 数据进行地图匹配时需解决的难点问题展开研究;在使用基站切换对代替道路稳定切换 序列的方法的基础上,提出了结合切换对和基站源址的混合地图匹配算法.此算法可以缩 小待选路段集,有效处理交叉口和平行路段等复杂情况,提高匹配准确率.最后,选取广州 大学城为实地测试区域,验证了此算法的可行性.     

灯泡线列车掉头解决方案技术分析

当前轨道交通工程中的信号系统设计越来越多的应用了基于无线的列车控制（CBTC）系统【1】,CBTC系统面临着一个共同的问题,即在灯泡线上列车掉头时,轨旁无线接入点（AP）与列车无线通信设备之间通信网络的双网切换问题,在确保行车安全的前提下,为了使列车连续有效的与地面通信,必须合理的处理这个问题。     

GSM-R网络切换掉话的分析与处理

为解决石太客运专线GSM—R网络的切换掉话的问题．利用话务统计分析、路测与动态测试等网络优化方法,对网络所用切换算法和光纤直放站对基站接收性能的影响进行了理论研究．分析结果确定,切换掉话原因为网络场强覆盖不合理和光纤直放站的上行增益过高造成的．本文采用调整相邻小区天线俯仰角和下调直放站上行增益的方法,实现了两个小区之间的正常切换,解决了该切换掉话的问题．     

Accuracy Analysis of Position Estimation Based on Measurements of Received Signal Strength Difference

The performance of a cellular location system based on received signal strength difference (RSSD) is investigated. In the cellular location system, each mobile station needs to measure the signal strength transmitted by surrounding base stations, and sends its measurements to the service base station. Using the strength differonce between the service base station and neighboring base stations, the position of a mobile station is estimated. The related Cramer-Rao lower bound (CRLB) on the location error of this method was derived, and numerical simulations are made to discuss the influences of the number of base stations, correlation coefficient of shadowing attenuation, and cell radius on CRLB. The results show that the CRLB is positively correlated with the standard deviation of shadowing attenuation and cell radius, but negatively correlated with the number of base stations and the correlation coefficient of shadowing attenuation. In addition, the CRLB results obtained in this paper were compared with those of the cellular location system based on received signal strength (RSS) measurements, which reveals that the former is more fight.     

Admission control scheme for handover service in high-speed train communication system

Admission control in high-speed train communication system is quite different from admission control in traditional cellular networks. Conventional admission control strategies cannot be directly applied to this special communication scenario. In this paper, the problem of admission control for handover service is investigated in high-speed train communication environment. An admission control scheme considering bit error rate(BER)and bandwidth borrowing strategy is proposed. On the basis of admission control decision rule taking BER into account, a part of bandwidth obtained by compressing variable rate service in the networks is provided for handover services. The admission control scheme can admit handover services as more as possible while it guarantees the lowest data rate of different services in the networks. Simulation results show that the proposed admission control scheme has a better performance than existing admission control schemes.     

一种在CDMA辅助下实现WLAN无缝切换的机制

随着无线局域网（WLAN）技术的发展,越来越多的用户可以在移动过程中通过WLAN获得网络接入服务,这就需要对WLAN切换的支持,而单纯基于接收信号强度（RSS）的切换机制难以克服乒乓效应及其他一些服务质量下降问题.本文提出一种CDMA辅助下的WLAN无缝切换（即低延时、低丢包率）机制（CAHO）,该机制在用户发生相邻WLAN之间的切换过程中使用CD-MA连接来避免性能下降问题.为了评价该机制,我们建立一个实验床,并与传统的WLAN切换机制及Multiscan切换机制进行了比较.实验结果表明,CAHO机制能够有效地解决丢包、服务中断及乒乓切换等问题.     

基于交叉口双站台的BRT 优先控制研究

为解决交叉口因BRT优先影响其他车辆通行问题,提出基于交叉口双站台的BRT 优先控制方法. 给出交叉口BRT双站台设置方法,对比分析BRT在交叉口单、双站台的平均延误. 根据BRT发车时刻、交叉口信号配时、BRT平均车速、交叉口间距及站台停靠时间等,制定 BRT站台预停靠方案和行车时刻表. 为确保BRT按照预停靠站台及时刻表运行,采用BRT车速引导与信号配时双重补偿修正BRT 实际离站时刻与时刻表的偏差. 以常州BRT 1 号线为例,对应用本文方法的5 个交叉口进行分析. 结果表明：BRT在每个站台实际离站时刻偏差范围为±5 s、±10 s、±20 s 时,本文优先控制方法显著减少BRT停车次数和延误,提高了BRT整体运营效率.     

基于人工鱼群算法的移动通信网络基站覆盖优化问题

基站覆盖优化问题是移动通信网络优化的核心问题．针对网络节点严重冗余，基站之间相互干扰的情况，提出了一个移动通信网络基站最优覆盖模型，并利用人工鱼群算法对移动通信网络基站覆盖优化问题进行求解，得到了最优设计方案．最后选取某城市核心区域对模型与算法进行了验证，仿真结果表明：本文提出的方法提高了移动通信网络基站的覆盖率，减少了节点冗余，从而达到减少网络建设成本，提高网络规划效率和准确度的网络优化目的．     

Design and Analysis of an Adaptive Handover Protocol for 4G Networks

The future generation networks or 4G networks constitute of varied technologies converged over the Internet protocol version 6(IPv6) core. The 4G networks offer varied services over different interfaces to the user nodes. Mobility management in 4G networks is an issue that exists. The handover protocols for mobility management in 4G networks that currently exist, do not consider wireless signal degradation during handover operations. This paper introduces the Noise Resilient Reduced Registration Time Care of Mobile IP(NR RRTC:MIP) protocol for handover management. A handover decision algorithm based on the signal strength measured by the user nodes is considered in the NR RRTC: MIP protocol. A simulation study is discussed in the paper to evaluate the performance of the NR RRTC: MIP protocol. The results obtained from the simulation study prove that the NR RRTC: MIP protocol effectively reduces handover latencies and improves network performance.