基于WLAN的CBTC系統(tǒng)車-地通信越區(qū)切換性能分析與研究.pdf

1、車-地通信作為CBTC(基于通信的列車運行控制)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，承載著列控信息的安全傳輸，地鐵CBTC系統(tǒng)車-地通信采用WLAN(無線局域網(wǎng))技術(shù)，其通信性能影響著列車的行車安全，一直以來都是研究的重點。由于發(fā)射功率的限制、地鐵環(huán)境的影響，使得地鐵必須按照合理的間隔來布置AP(無線接入點)，才能保證列車在跨越小區(qū)時，能夠通過切換來實現(xiàn)車-地之間的正常通信。但由于CBTC系統(tǒng)采用的是IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)，其工作頻段為2.4GHz I

2、SM(工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療)頻段，往往會受到其他工作在相同或相近頻段的無線電波的干擾，影響車-地之間正常的通信，在無線局域網(wǎng)切換時甚至?xí)?dǎo)致通信的中斷。因此，對 CBTC系統(tǒng)在干擾下越區(qū)切換的通信性能進(jìn)行仿真分析，對于保障整個系統(tǒng)安全、可靠的運行，有一定的現(xiàn)實意義。
　　首先，介紹CBTC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和切換機(jī)制，詳細(xì)描述基于W LAN的CBTC系統(tǒng)采用ESS(擴(kuò)展服務(wù)集網(wǎng)絡(luò))網(wǎng)絡(luò)的切換機(jī)制：觸發(fā)、掃描、認(rèn)證、重關(guān)聯(lián)，并分析了802.1

3、1標(biāo)準(zhǔn)MAC(介質(zhì)訪問控制)層的接入機(jī)制、無線局域網(wǎng)認(rèn)證方式和切換過程中每個階段產(chǎn)生的時延。
　　其次，結(jié)合地鐵環(huán)境下無線信道的特點，確定隧道內(nèi)無線電波傳播的大尺度衰落模型，并結(jié)合陰影衰落、小尺度衰落等影響通信距離的參數(shù)，對地鐵CBTC系統(tǒng)A P的布置進(jìn)行了設(shè)計。結(jié)合沈陽地鐵二號線實際AP的布置間隔證明了設(shè)計的合理性。然后對地鐵環(huán)境影響車-地通信的干擾進(jìn)行了分析，引入了信道間的干擾因子，為下一步仿真奠定基礎(chǔ)。
　　然后，利用

4、OPNET仿真平臺，建立CBTC系統(tǒng)無線電波傳播模型、定向天線模型，并加入EAP-TLS認(rèn)證模塊，最后組成CBTC系統(tǒng)車-地通信的網(wǎng)絡(luò)模型，并在OPNET自帶的W LAN節(jié)點模型的基礎(chǔ)上，對流量進(jìn)行了布置，對業(yè)務(wù)進(jìn)行了配置。
　　最后，構(gòu)建基于W LAN的CBTC車-地通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌謩e分析無干擾、車載存在干擾、地面存在干擾時越區(qū)切換的通信性能。仿真結(jié)果表明：地鐵CBTC系統(tǒng)無線局域網(wǎng)越區(qū)切換時，干擾嚴(yán)重影響越區(qū)切換的通信性能，當(dāng)