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宽带集群互联互通接口监测系统的设计与开发
| 论文题名： | 宽带集群互联互通接口监测系统的设计与开发 |
| 关键词： | 城市轨道交通;宽带集群;互联互通接口;信令监测 |
| 摘要： | 无线集群通信系统是城市轨道交通通信系统的重要组成部分，为控制中心调度员、车辆段调度员、车站值班员等固定用户与列车司机、防灾、维修、公安等移动用户之间提供通信手段。而目前在城市轨道交通行业中普遍使用的窄带数字集群已经无法满足行业发展的需求，开始向基于LTE-M的宽带集群(Broadband Trunking Communication，B-TrunC)技术过渡。鉴于宽带集群系统在列车调度、行车安全等方面所承担的重要职责，以及宽带集群通信故障可能造成的严重后果，对于宽带集群网络状况和通信流程的监测与评估具有重要意义。而城市轨道交通行业的宽带集群规范刚刚制定，目前还没有相应的监测系统可以完成相关工作。本文设计实现了基于LTE-M的城市轨道交通宽带集群接口监测系统，并设计了用户面到控制面的映射方案，以此来实现LTE-M通信网络的故障诊断。 本文的主要研究内容和成果包括: (1)基于LTE-M系统以及B-TrunC的网络架构，介绍了城市轨道交通宽带集群系统的系统架构、网元功能和信令格式，分析了城市轨道交通行业发展对于集群系统提出的新需求。 (2)通过对相关协议的研究和大量LTE-M报文的分析，提出故障诊断的实现方案，并结合宽带集群在城市轨道交通的应用需求，提出了接口监测系统的功能需求，据此设计监测系统的架构，并完成功能模块的开发，实现对DA接口、DU和D2接口、S1-T接口消息的解码。 (3)通过对用户面数据和控制面信令的详细分析和精心设计，使用互联网协议(Internet Protocol，IP)地址，隧道对端标识符(Tunnel Endpoint Identifier，TEID)等标识建立终端身份与其密钥的对应关系，将用户面数据与控制面信令进行一对一和一对多的关联映射，即每一个用户数据都能找到相对应的LTE-M和宽带集群信令，并依据LTE-M系统的安全加密机制，实现多终端情况下的NAS解密和解码，从而快速准确的定位通信信令故障。 (4)设计并开发测试软件，在实验室环境下，对DA接口、DU和D2接口、S1-T接口消息的解码功能进行测试;使用LTE-M通信设备搭建测试环境，对用户面和控制面关联模块、NAS解密模块的功能进行测试。测试结果表明本系统功能正确，运行稳定，实现了信令监测和故障诊断的设计目标。 |
| 作者： | 李帅 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 将海林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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