地面超高移動(dòng)性下快速切換機(jī)制研究.pdf

1、高速鐵路運(yùn)輸以其能源消耗低、環(huán)境污染小、運(yùn)輸能力大和安全快捷舒適等特點(diǎn)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域一直占據(jù)著不可替代的重要地位。大規(guī)模的高速鐵路建設(shè)和投入運(yùn)營(yíng)，在給人們的生活帶來快速便捷的同時(shí)，也對(duì)高速鐵路信息化服務(wù)提出了更高的需求。與此同時(shí)，高速列車速度的提升也對(duì)車地通信帶來了新的挑戰(zhàn)：由于高速列車的快速移動(dòng)，多普勒頻偏和移動(dòng)性管理(特別是快速切換控制)是兩大最主要難題，由高速帶來的無線信道快速變化及頻繁切換，對(duì)移動(dòng)通信接入技術(shù)提出了更高的要求。因

2、此，針對(duì)高鐵通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋特點(diǎn)，和下一代寬帶無線通信技術(shù)LTE技術(shù)高數(shù)據(jù)速率、低延時(shí)、多天線及協(xié)作等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)能夠適應(yīng)300km/h及以上超高速移動(dòng)性場(chǎng)景的快速切換機(jī)制，具有較大的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文主要針對(duì)高速鐵路場(chǎng)景下的切換問題提出了兩種優(yōu)化方案，并對(duì)其進(jìn)行了仿真分析，主要的研究?jī)?nèi)容和貢獻(xiàn)如下：
　　首先，本文對(duì)目前針對(duì)高速鐵路場(chǎng)景的接入技術(shù)及主要解決方案進(jìn)行了分析總結(jié)，并針對(duì)鐵路移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)向LTE演進(jìn)的趨勢(shì)

3、，對(duì)基于LTE的高速車地?zé)o線通信系統(tǒng)所面臨的主要問題進(jìn)行了分析并介紹了現(xiàn)有解決方法。同時(shí)，對(duì)LTE的系統(tǒng)架構(gòu)和切換機(jī)制進(jìn)行了分析介紹，詳細(xì)分析了LTE的切換流程。
　　其次，針對(duì)目前高速車地間切換失敗率較高的問題，本文提出了一種基于基站協(xié)同的無縫切換方案?；緟f(xié)同技術(shù)是LTE及其演進(jìn)技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)之一，LTE扁平化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也使得基站間協(xié)同更為便利。本文提出了一種干擾避免的鐵路場(chǎng)景LTE同頻組網(wǎng)方式，在此基礎(chǔ)上，利用CoMP聯(lián)

4、合處理技術(shù)使得相鄰基站之間通過X2接口實(shí)現(xiàn)協(xié)同傳輸，共同為駛經(jīng)重疊區(qū)的列車進(jìn)行通信服務(wù)，來自相鄰多個(gè)基站的信號(hào)在列車車載臺(tái)處進(jìn)行分集合并，可以在提升切換成功率和降低中斷率的同時(shí)獲得功率增益和分集增益。
　　最后，本文通過從高層協(xié)議入手，提出一種基于傳輸層SCTP協(xié)議的無縫切換方案。SCTP協(xié)議的多宿主性和動(dòng)態(tài)地址重配置特性能夠很好地提供端到端之間的可靠性傳輸服務(wù)，實(shí)現(xiàn)多路徑傳輸，保障傳輸?shù)目煽啃?。同時(shí)，方案中通過車載雙天線的引入，