地面超高移動性下快速切換機制研究.pdf

1、高速鐵路運輸以其能源消耗低、環(huán)境污染小、運輸能力大和安全快捷舒適等特點在交通運輸領(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)和投入運營，在給人們的生活帶來快速便捷的同時，也對高速鐵路信息化服務(wù)提出了更高的需求。與此同時，高速列車速度的提升也對車地通信帶來了新的挑戰(zhàn)：由于高速列車的快速移動，多普勒頻偏和移動性管理(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，對移動通信接入技術(shù)提出了更高的要求。因

2、此，針對高鐵通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋特點，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、多天線及協(xié)作等特點，設(shè)計能夠適應(yīng)300km/h及以上超高速移動性場景的快速切換機制，具有較大的理論意義和現(xiàn)實意義。
　　本文主要針對高速鐵路場景下的切換問題提出了兩種優(yōu)化方案，并對其進行了仿真分析，主要的研究內(nèi)容和貢獻如下：
　　首先，本文對目前針對高速鐵路場景的接入技術(shù)及主要解決方案進行了分析總結(jié)，并針對鐵路移動通信網(wǎng)絡(luò)向LTE演進的趨勢

3、，對基于LTE的高速車地無線通信系統(tǒng)所面臨的主要問題進行了分析并介紹了現(xiàn)有解決方法。同時，對LTE的系統(tǒng)架構(gòu)和切換機制進行了分析介紹，詳細分析了LTE的切換流程。
　　其次，針對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及其演進技術(shù)的主要發(fā)展趨勢之一，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接口實現(xiàn)協(xié)同傳輸，共同為駛經(jīng)重疊區(qū)的列車進行通信服務(wù)，來自相鄰多個基站的信號在列車車載臺處進行分集合并，可以在提升切換成功率和降低中斷率的同時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)，實現(xiàn)多路徑傳輸，保障傳輸?shù)目煽啃?。同時，方案中通過車載雙天線的引入，