一种基于模糊逻辑的CTCS-3级列控系统越区切换算法

基于GSM-R的CTCS-3级列控系统中,越区切换是保证列车运行的安全、提高运营质量的关键技术之一.在系统分析GSM-R通信网络在越区切换中的信号传输过程以及每个过程时延的基础上,提出了基于提高运营时间的两种改良建议.重点研究了一种基于模糊逻辑技术的改进快速切换算法,并通过具体数据分析了算法性能.研究表明,此算法可以大大降低切换时延且不会增加运营时间,是一种适合CTCS-3级列控系统的较好切换算法.     

基于随机Petri网的GSM-R越区切换成功率的形式化分析

首先建立了基于随机Petri网的GSM-R越区切换模型,在模型中综合考虑了信道故障、信道占用和越区切换参数配置不合理等影响越区切换成功率的因素.其次,说明了随机Petri网与马尔可夫链的关系,以及使用马尔可夫链分析“GSM-R越区切换的随机Petri网模型”的方法.最后,利用SPNP工具分析了影响GSM-R越区切换成功率的因素,发现GSM-R小区预留信道越多,越区切换成功率越高;列车运行速度越高,越区切换成功率越低;在一定范围内,列车追踪间隔越大,越区切换成功率就越高     

影响CTCS-3车地数据传输的GSM-R网络服务质量指标与优化

铁路综合数字移动通信系统GSM—R网络是中国列车控制系统CTCS-3级列控系统车地通信的基础平台,由于无线网络自身的特性,通信中断总是不可避免地以一定的概率出现．本文分析了影响GSM-R网络服务质量的电路域指标,并对其中导致通信失败和通信中断的连接丢失率、传输时延、传输干扰、越区切换中断时间及越区切换成功率5个关键参数进行了分析,同时给出了我国现阶段使用GSM—R无线通信网络的CTCS-3级高速铁路的相关参数设定参考值,为GSM—R网络设置和参数优化提供参考,并对未来铁路数字无线通信的网络规划与优化给出一些建议．     

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DSPN的高速磁浮运控系统越区切换模型

考虑38GHz毫米波通信中断与信道占用因素, 依据磁浮运控系统越区切换流程建立了确定与随机Petri网(DSPN) 模型, 对单一移动终端(MT) 和冗余MT两种结构进行了比较, 研究了基站间距和列车运行速度对单一MT和冗余MT两种结构越区切换可靠性的影响。研究结果表明: 冗余MT越区切换性能明显优于单一MT, 后者的停车概率约为前者的3×10⁴倍; 越区切换成功率随列车运行速度的提高而降低, 随基站间距的减小而降低; 在极端情况下, 即列车以500km·h^-1运行, 且相邻基站间距为500m, 冗余MT和单一MT越区切换成功率只有98.50%和97.85%。研究结论为磁浮运控系统车地通信子系统的服务质量优化与移动小区设置提供了依据。     

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．     

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.     

MP2P网络的移动节点域间预切换方法

移动P2P网络具有高度动态性,但节点的频繁移动影响整个网络的可达性,降低了网络的服务质量.为了维护节点的可达性需要减少节点移动时的切换时延,为此文中提出了基于超级节点的分层预切换方法HPH.该方法在基于超级节点分层模型的基础上引入移动IPv6的快速切换的思想,对节点的域间移动采用预切换机制,解决网络中因节点频繁移动而带来的负面影响.仿真结果分析表明,较之传统KaZaA切换方法,HPH方法的切换时延降低了20.5％,丢包率降低了10.2％.     

GSM-R网络中共享中继增强型切换机制

为了提高GSM-R系统的切换成功率, 设计了一种共享中继增强型切换机制, 利用共享中继改善相邻基站重叠区内来自目标基站的信号质量, 明显区分不同基站的信号, 减少信号波动导致的切换误判。仿真结果表明: 利用增强型切换机制将列车的切换触发地点提前约500 m, 从而保证列车在重叠区内具有足够的距离完成切换, 并且由于信号质量的改善, 减少了乒乓效应, 将切换失败概率降低到10-6, 提高了切换成功概率。同时, 考虑到系统干扰的原因, 共享中继不适用于频率复用因子小于2的网络。     

客运专线GSM-R链路平衡的研究

结合新建铁路合肥至蚌埠客运专线GSM—R移动通信系统的设计，对GSM-R移动通信系统传播模型、链路平衡、越区切换等进行分析，并根据传播模型结合铁路环境特殊性，编写了《GSM—R链路预算软件》。     

GSM-R越区切换与链路层信息帧传输的分析

分析了越区切换造成链路层信息帧丢失重传的原理,描述了遇到越区切换时链路层信息帧的传输过程.其次,分析了影响信息帧传输过程中发生越区切换概率的因素,认为应用层数据长度越长,列车运行速度越高,信息帧传输与越区切换发生碰撞的概率也就越高.最后,分析了影响应用层数据传输延时的因素.     

基于交换式以太网的列车通信网络的交换机排队时延分析

传统列车通信网络的带宽难以满足现代列车数据传输的要求.本文提出了一种基于交换式以太网的列车通信网络解决方案,为了降低列车实时数据的传输时延,为交换机设计了具有优先级的队列调度策略,并采用G/D/1排队论分析了列车实时数据和非实时数据的排队时延,计算证实了该策略可以将实时数据在交换机的平均排队时延降低到70 μs以下.最后,通过网络仿真研究证实了实时周期数据的平均排队时延从无优先级时的91 μs降低到了有优先级时的61 μs.     

一种基于SDN的无线网络负载感知扩散算法

针对当前无线网络中一些节点超载而另外一些节点处于轻载的问题,引入了SDN(software defined networking,软件定义网络).并根据物理学中连通器水压的原理提出了一种改进后的动态负载感知扩散算法,该算法很好地利用了节点所处负载环境这个信息,在负载迁移过程中进行了有效地收敛.通过Linux下的mininet-wifi平台搭建了系统模型,对其进行了仿真实验分析.仿真试验结果证明该扩散算法有效地减小了往返时延,提高了网络吞吐量,降低了能耗,解决了网络拥塞问题.     

新型GSM-R网络组织和调度通信的研究

GSM-R是在GSM基础之上,针对铁路移动通信的特点而开发的一种专用无线通信系统.当前为适应2005年3月铁道部提出的实行铁路局直接管理站段的体制,原有的GSM-R网络组织结构和调度通信过程,应当有所改进.本文就对该问题进行讨论研究,并提出改进的方法,最后得到改进后的GSM-R网络.     

基于SDN的数据中心多路径负载均衡算法

为避免两点间某条链路失效而导致的网络拥塞问题,数据中心网络常采用具有多路径特性的胖树拓扑结构,传统路由算法通常只为收发端选择一条路径作为最终路径,没有考虑胖树拓扑的特性,容易造成数据中心网络中链路资源的巨大浪费.基于此,提出一种基于SDN的数据中心多路径负载均衡算法.该算法首先要获取数据中心的全局网络拓扑、链路带宽和时延信息;然后通过寻路算法计算出可用的转发路径;再根据获取的链路带宽及时延信息对可用转发路径进行链路权重评估;最后确定出最佳转发路径.仿真实验结果表明,多路径负载均衡算法在减少平均时延和丢包率方面均优于传统路由算法,能够实现有效的多路径负载均衡.     

IEEE802.11e无线局域网中一种提高QoS的算法

随着无线网络的迅速发展,网络上的业务流量与日俱增,如何保证无线局域网实时业务服务质量的问题也越来越突出.在分析IEEE802.11e的MAC接入机制及其在提供QoS方面存在局限性的基础上,提出了一种增强无线局域网服务质量的新算法--PCWA算法.该算法与EDCA机制相比,明显降低实时业务平均时延,显著提高网络吞吐量.     

基于京津城际铁路的GSM-R通信安全评价方法研究

GSM-R系统作为铁路信息化专用移动通信平台,在欧洲高速铁路中广泛应用,我国也确定采用该技术作为高速铁路无线传输平台,隐藏于GSM-R系统中的任何安全隐患,都可能导致国家和旅客重大生命财产损失.本论文提出了采用故障树分析法对京津城际铁路GSM-R网络的安全性进行了深入研究,同时对如何保障通信网络安全提出了建议.     

物理帧时槽交换中改进的DWRR调度算法

传统的DWRR(defic itwe ighted round rob in)调度算法不能满足变速率实时多媒体业务时延要求.为此,提出了改进的DWRR调度算法(improved DWRR).该算法在DWRR的轮询过程中插入1个新的服务优先等级,从而有效地保证变速率实时多媒体业务的时延要求,并且也可有效地调度非实时业务.仿真结果表明,对变速率多媒体实时业务,改进的DWRR算法的平均队列时延为3.4 m s,比传统DWRR算法的平均队列时延(4.9 m s)降低了30.6%.     

基于EDV-Hop的免测距定位算法研究

为了更好地提高无线传感器网络节点定位精度,降低定位成本,针对APS算法存在的不足,提出一种新的免测距定位算法EDV-Hop,通过限制跳数实现局部范围内的定位信息提取,同时调整平均每跳距离,以此提高定位精度。在网络随机部署和任意节点密度的条件下估算节点位置,并从精度和有效性两个方面进行度量。仿真结果表明,EDV-Hop算法比DV-Hop具有更好的定位性能,它能够减少节点间通信量,降低通信成本,提高定位精度。