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高速移动下异构网络模型的构建与性能分析
| 论文题名： | 高速移动下异构网络模型的构建与性能分析 |
| 关键词： | 高速铁路;移动通信;网络架构;管理机制 |
| 摘要： | 随着高速铁路的快速发展，高速铁路的网络接入成为高速铁路信息化建设的重点方向。本文通过对第五代移动通信核心技术的分析，结合当前高速移动场景网络接入的研究现状以及高速移动场景的特殊性，提出了一种基于第五代移动通信的高速移动场景的网络接入架构，详细分析了该网络架构的层次模型和工作原理，并进一步研究了该网络架构的移动性管理机制。 本文的主要工作具体如下: (1)提出一种高速移动下的网络接入架构HSRAN。针对目前高速场景无线接入网络的无线接入容量小、小区切换次数多的缺点，本文利用第五代移动通信大容量、云管理的特点，提出了一种基于SDN的HSRAN网络架构。HSRAN的主要思想是利用SDN技术虚拟一个BBU池来提高HSRAN网络的基带处理性能，解决高速移动下频繁的小区切换的问题。 (2)详细分析了HSRAN网络架构的层次模型和工作原理。首先，本文分析了HSRAN无线接入层在高速场景下多制式融合的问题。在HSRAN无线接入层设计了一种多制式融合模块，将不同制式的无线接入请求进分离接入、分离处理、统一协转，完成不同制式的融合。其次，本文分析了HSRAN基带处理层BBU池的虚拟化过程，提出一种构建BBU池的方案。该方案主要对基带处理单元的控制面与数据面进行分离，并加入多基带处理逻辑，最终形成基带处理池。通过Matlab仿真实验表明，HSRAN无线接入层能支持多种无线接入制式，HSRAN基带处理层比分布式基带处理单元具有更强的基带处理性能。 (3)研究了高速移动下HSRAN网络对移动性的管理机制，包括小区切换管理和负载均衡管理。其中，HSRAN网络的小区切换主要依赖于HSRAN网络架构设计的优越性，通过虚拟基带处理池的方式减少小区切换次数。对于HSRAN网络的负载均衡管理，本文提出了一种基于位置预测的PLB负载均衡算法。PLB算法首先以列车位置信息为分界点将BBU池的负荷承载情况分为三个阶段，然后根据每个阶段请求到达特征分别采用适宜于该阶段的负载均衡策略。三个阶段负载均衡策略的转换时机由列车的位置信息来决定。通过Matlab进行仿真实验，实验结果表明高速移动场景下的HSRAN网络具有较好的小区切换和负载均衡管理性能。 |
| 作者： | 虞云梅 |
| 专业： | 计算机科学与技术 |
| 导师： | 鲁凌云 |
| 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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