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基于LTE的高速铁路越区切换方案优化研究
| 论文题名： | 基于LTE的高速铁路越区切换方案优化研究 |
| 关键词： | 高速铁路;移动通信;LTE-R系统;越区切换;CoMP技术 |
| 摘要： | 近年来，我国高速铁路得到快速发展，列车的行驶速度不断提升，随之而来的是高速列车无线通信技术要求的不断提高，满足日益增长的无线通信需求成为高速铁路发展的必然要素。作为当前最前沿的移动通信标准，LTE对现有3G系统的网络架构和接入技术做出较大调整，其扁平化、IP化的网络结构具有数据传输速率高、系统时延低等诸多优势，国际铁路联盟已决定采用LTE-R作为铁路无线通信系统发展的方向。而越区切换作为铁路无线宽带通信系统移动性管理的一个重要组成部分，在解决列车移动过程中的持续通信、保证高速列车的无线通信质量方面有重要意义。因此，基于LTE-R切换技术的研究有着重大的现实意义。 本文主要研究越区切换问题。一方面，列车的高速移动使得无线宽带通信系统面临多普勒频移、频繁切换等诸多难题;另一方面，现存的一些LTE-R切换算法对于切换参数的选择无法适应列车的高速移动，切换滞后现象容易造成更多的失败切换，影响列车行车控制和旅客无线通信体验。本文通过对现有方案的总结、改进，解决了列车频繁切换、多普勒频移以及穿透损耗等问题。同时，提出一种基于功率和列车距离的切换优化方案，在充分考虑速度对于切换参数的影响下加入距离因素，有效保证了高速环境下的切换成功率，该方案可适应快速切换，同时具有避免错误触发、达到更高切换成功率的优点。 本文首先从LTE/LTE-Advanced的网络架构、空口协议及技术优势等方面进行了概述，并对其关键技术进行了说明。然后对切换技术进行综述，介绍了切换的信令流程及相关参数，并从高铁无线覆盖的角度阐述了高铁技术的挑战，其中解决方案的提出和链路预算的完成为A3算法性能研究提供了技术支持。最后，总结现存的高铁切换算法，提出改进算法:通过合理地设置切换参数、提前分配目标小区信道和加入距离辅助信息等技术手段保证列车快速、准确切换。 仿真结果表明，本文所提出的方案能够更好地保证高速环境下列车的切换成功率。 |
| 作者： | 杜涛 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 陈永刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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