基于隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)演算的高速線路無線網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估.pdf

1、近年來，為了更好地滿足移動(dòng)通信用戶日益增長(zhǎng)的需求，高速鐵路下一代寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)LTE-R(Long Term Evolution for Railway)的研究得到了廣泛關(guān)注。為了更好的檢驗(yàn)LTE-R的系統(tǒng)性能，保證高速鐵路(High-Speed Railway, HSR)能安全可靠的運(yùn)行，我們必須在鐵路系統(tǒng)開始運(yùn)營(yíng)前，對(duì)它進(jìn)行準(zhǔn)確的系統(tǒng)性能評(píng)估，從而優(yōu)化使其性能滿足一定的要求指標(biāo)。LTE-R是準(zhǔn)4G技術(shù)LTE在高速鐵路上的一個(gè)應(yīng)用，

2、它承載了LTE的關(guān)鍵技術(shù)，比如:全I(xiàn)P包交換，這意味著所有已有的以及新興的鐵路業(yè)務(wù)都將通過包交換方式傳輸。
　　以往對(duì)于高速鐵路性能評(píng)估的研究較多采用仿真方法，這一方法固然可以較為準(zhǔn)確的分析性能，但卻耗時(shí)較長(zhǎng)、成本較高，應(yīng)用起來具有局限性。而隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)演算是一種先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)性能分析理論工具，可以用來解決現(xiàn)代包交換網(wǎng)中的性能保證，并且耗時(shí)和成本較低，準(zhǔn)確性較高，可以較為容易的進(jìn)行性能預(yù)測(cè)，這就為分析LTE-R系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)性能開辟了一條新途

3、徑。本文旨在采用隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)演算的理論方法分析高速鐵路無線網(wǎng)絡(luò)性能，利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)造高速鐵路專用的業(yè)務(wù)模型，構(gòu)造綜合考慮大尺度衰落和小尺度衰落的信道模型，基于業(yè)務(wù)模型和信道模型得到理論性能結(jié)果。并依據(jù)MATLAB平臺(tái)仿真結(jié)果對(duì)隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)演算理論方法的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)分析高速鐵路場(chǎng)景下的時(shí)延等網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)。
　　本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):
　　一、構(gòu)造刻畫高速鐵路無線信道的大尺度及小尺度衰落的分組級(jí)馬爾可夫模型。將高速列車

4、的移動(dòng)模型建模半馬爾可夫過程，并將無線信道的瞬時(shí)數(shù)據(jù)速率建模為半馬爾可夫調(diào)制過程，同時(shí)考慮AMC選擇對(duì)性能的影響?；诎腭R爾可夫調(diào)制過程，得到高速鐵路通信系統(tǒng)的隨機(jī)服務(wù)曲線。
　　二、構(gòu)造合理的高速鐵路專用業(yè)務(wù)模型。通過對(duì)收集到的列車控制實(shí)測(cè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，采用隨機(jī)到達(dá)曲線模型對(duì)列車控制業(yè)務(wù)進(jìn)行建模。
　　三、對(duì)比并分析CCDF隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)演算和MGF隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)演算。采用隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)演算方法求得列車控制業(yè)務(wù)的積壓和時(shí)延邊界，并將兩種