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高铁应急场景下D2D通信模式接入技术研究
| 论文题名： | 高铁应急场景下D2D通信模式接入技术研究 |
| 关键词： | 高速铁路;应急场景;D2D通信模式;资源分配;资源预留;联合切换 |
| 摘要： | 随着中国铁路技术的快速发展，高铁使人们生活越来越方便快捷，并扮演不可或缺的角色，但其行车安全也得到的人们越来越多的关注。中国铁路总公司（原铁道部）相关部门提出要研究新的技术，在信号设备失效等应急场景下的要保障行车安全，实现信息化和自动化，建设成熟完善的铁路无线移动通信系统。当前铁路无线通信系统GSM-R，在支撑高铁宽带数据业务方面略显能力不足。国际铁路联盟(UIC)提出GSM-R越过3G发展阶段，直接过渡到LTE-R的方案。D2D通信技术，即邻近终端可使用授权频段直接建立通信链路并进行通信。它是LTE通信系统的一项关键技术，具有减小传输时延、降低基站负载、提高频谱利用效率等突出优点。按照铁路相关规定，正常行驶列车间直接进行通信是不被允许的。但在在应急场景下，若引入D2D通信技术，故障列车能够快速与邻近列车建立通信，与之建立通信的邻近列车能够在有效时间采取降级降速甚至紧急制动方式，以避免发生碰撞和追尾。一旦脱离应急场景，应立即取消D2D通信。 应急场景下的D2D通信，相比公网蜂窝网络具有一些新的特点，而且需要考虑和细化以下问题:(1)在什么时机引入D2D通信，(2) D2D通信的接入控制管理，(3)列车执行越区切换时D2D通信的是否会中断。本文对以上三个问题分别做了分析和探讨，将高铁应急场景分为两类，并针对集中式资源分配方式无线网络覆盖的场景展开分析。 根据现有的铁路规定，本文基于集中式控制方式无线网络覆盖的场景，分析了高铁应急场景引入D2D通信的时机。 针对D2D通信的接入控制，eNB根据列车间距离的大小选择直接通信或中继通信方式;为避免系统中不同业务间干扰，本文提出基于列控业务与D2D通信业务正交方式的资源共享方案。经过仿真分析，确定了列车选择直接通信和中继通信方式的门限值约为6km以及保障通信所需的带宽资源约3个RB。 针对列车频繁越区切换这一现象，本文提出了基于资源预留的D2D应急通信与列车联合切换方案，保障D2D通信在列车执行越区切换时的可靠性。经过对该方案的仿真分析，验证了在列车执行越区切换时D2D通信失败概率在接受范围，证明了该方案的可行性。 |
| 作者： | 苏凯莉 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 谈振辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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