支持高移動性的增強型切換機制設(shè)計.pdf

1、高速鐵路的發(fā)展對地面高速移動環(huán)境下車地?zé)o線通信系統(tǒng)提出了更高的要求。受到理論和技術(shù)限制,現(xiàn)有的車地?zé)o線通信技術(shù)均無法解決未來350km／h以上高速列車中旅客的寬帶移動通信需求。高速移動場景下的車地?zé)o線通信網(wǎng)絡(luò)面臨著頻繁的越區(qū)切換、多普勒頻移、信道快速變化等一系列的技術(shù)問題。本文主要解決其中的頻繁越區(qū)切換問題。在高速鐵路場景下,越區(qū)切換的成功率對行車安全有著至關(guān)重要的影響。對高速列車的越區(qū)切換而言,要求更短的切換時間和更高的切換成功率,以

2、保證系統(tǒng)的可靠性和有效性,但現(xiàn)有的系統(tǒng)中較難實現(xiàn)。要解決高速鐵路中越區(qū)切換的問題,關(guān)鍵是設(shè)計支持高移動性的切換機制,以減小切換的復(fù)雜度,從而提高切換成功率。
　　 本文分別采用分布式無線通信系統(tǒng)和中繼站技術(shù)為高速移動環(huán)境下車地?zé)o線通信提出了相應(yīng)的解決方案。主要的研究內(nèi)容和貢獻如下:
　　 第一,未來的無線通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)趨向于Internet一樣的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),而不再是傳統(tǒng)的分層樹型結(jié)構(gòu),Mesh、Relay等現(xiàn)有分布式無線通信

3、技術(shù)逐漸成為了未來無線通信技術(shù)的重要支撐。這類系統(tǒng)的特點在于利用大量的分布式天線單元在整個系統(tǒng)內(nèi)提供高質(zhì)量的、無縫的無線電信號覆蓋。一方面通過合理地選擇天線單元為不同的用戶提供覆蓋,并獲得空間分集,提高系統(tǒng)容量以及用戶的通信質(zhì)量；另一方面通過采用靈活的切換方式,為移動用戶提供可靠的高質(zhì)量的通信鏈路。本文所設(shè)計的方案利用分布式無線通信系統(tǒng)為高速鐵路提供無縫的無線電信號覆蓋,利用多車載臺通信系統(tǒng)設(shè)計了多車載臺協(xié)作小區(qū)切換方法,以解決高速移動

4、中越區(qū)切換的問題,減小切換的復(fù)雜度,提高切換的成功率。分析和仿真結(jié)果表明,該方案能夠合適的提前切換,保證列車有足夠的時間完成切換,從而提高切換成功率,并使系統(tǒng)容量提升50％。
　　 第二,目前我國所采用的高速鐵路車地?zé)o線通信系統(tǒng)為GSM-R,并非分布式無線通信系統(tǒng)。因此本文基于分布式無線通信技術(shù)提出了一種共享中繼輔助的切換機制以改善現(xiàn)有GSM-R系統(tǒng)的切換質(zhì)量。該機制中共享中繼可以改善相鄰基站重疊區(qū)內(nèi)來自目標(biāo)基站信號的質(zhì)量,減少