高鐵LTE系統(tǒng)鏈路傳輸優(yōu)化技術.pdf

1、中國的高速鐵路運輸業(yè)依靠其節(jié)能環(huán)保、方便快捷、安全可靠等諸多優(yōu)點正在迅猛發(fā)展。鐵路專用無線通信系統(tǒng)作為支撐高速鐵路建設的重要子系統(tǒng)，也迫切面臨著升級換代以滿足鐵路寬帶通信新需求。國際鐵路聯(lián)盟建議將現(xiàn)已廣泛部署的GSM-R(GSM for Railway)平滑演進到LTE-R(LTE for Railway)。LTE系統(tǒng)作為第四代移動通信系統(tǒng)標準，具有良好的技術成熟度，且已經(jīng)大規(guī)模部署商用，但其主要面向的是傳統(tǒng)公網(wǎng)蜂窩通信，無法直接滿足高

2、速鐵路專用通信系統(tǒng)的特殊需求。高速鐵路場景有小區(qū)帶狀分布，終端移動快，沿線環(huán)境復雜多變、信道快速變化等一系列特點，無線通信鏈路傳輸?shù)目煽啃悦媾R著挑戰(zhàn)，而通信系統(tǒng)所承載的列車控制信息恰恰對可靠性和安全性要求極高。因此，研究合理的優(yōu)化技術方案提高LTE鏈路傳輸?shù)目煽啃浴⑹蛊渥罱K適用于高速鐵路場景具有重要的意義。
　　本論文分別通過研究自適應調(diào)制編碼和位置管理技術為高速鐵路場景下LTE系統(tǒng)的鏈路可靠傳輸提出了優(yōu)化方案。主要的研究內(nèi)容和貢

3、獻如下:
　　第一、傳統(tǒng)鏈路自適應技術的性能依賴于終端反饋信道信息的準確度，間接受到信道估計誤差和終端處理速度等因素的制約。本文分析研究了在高速鐵路場景下LTE自適應調(diào)制編碼技術面臨的問題，量化評估了終端CQI反饋時延帶來的誤塊率影響。結合無線電環(huán)境地圖和先進的列車定位技術，提出了一種基于無線電環(huán)境地圖的自適應調(diào)制編碼優(yōu)化方案。通過對仿真結果分析表明，該方案能夠減少反饋時延引起的調(diào)制編碼階數(shù)誤判，有效降低系統(tǒng)的誤塊率，從而提高了L

4、TE系統(tǒng)在高鐵場景下的鏈路傳輸可靠性。
　　第二、移動性管理功能是基于蜂窩架構的移動通信系統(tǒng)的重要基石，需要針對特殊場景進行優(yōu)化設計。本文分析研究LTE位置管理相關技術和信令流程，指出了傳統(tǒng)位置管理方案在鐵路鏈狀網(wǎng)絡場景下的不適用性。以減少信令擁塞為目標，建立了高鐵場景追蹤區(qū)域更新和尋呼信令開銷的數(shù)學優(yōu)化模型，通過仿真求解得到了在一定尋呼信令消耗門限下最優(yōu)追蹤區(qū)域列表概率分布。提出了一種適用于高鐵場景的自優(yōu)化追蹤區(qū)域列表解決方案，