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位置-功率联合判决的高铁越区切换算法研究
| 论文题名： | 位置-功率联合判决的高铁越区切换算法研究 |
| 关键词： | 高速铁路;越区切换;联合判决;列车定位 |
| 摘要： | 近年来，全球许多国家都把发展高速铁路作为在交通运输领域贯彻可持续发展战略、调整交通运输结构的重要手段，而高速铁路建设同样适合我国的基本国情及客流特点。在高速铁路运行过程中，铁路无线通信系统为其正常运行提供了诸多服务，包括但不限于铁路安全保障业务、铁路运输管理业务、铁路物联网业务和旅客信息服务业务等。在公网蜂窝移动通信中，越区切换是保证移动用户在移动状态下实现不间断通信，防止通信中断的措施；在高铁的高移速场景下，越区切换是保障通信链路可靠性、提供无缝通信的关键技术。随着高速铁路业务的不断发展，高铁列车的速度越来越高、旅客数量逐渐增多、用户通信业务类型的增长和5G海量设备接入为高铁移动通信系统提出更高需求。使用高效的越区切换技术既能降低信令开销、节能环保，又能提高系统性能，维持高吞吐量。如何适应高铁复杂的信道环境和提高切换成功率是切换算法研究的热点问题。 本文首先分析了国内外关于越区切换算法的研究现状，对位置功率联合判决的切换算法进行了研究，并分析了算法的优点和不足之处，提出了改进方案和下一步研究策略，主要工作如下： （1）针对高铁环境，提出了一种位置功率联合判决的越区切换算法，以切换阈值为约束条件并借助信道模型和测量信息计算得到最佳切换带，同时利用列车的单向移动特点简化位置信息、优化切换流程。考虑到车载多中继节点判决误差之间的相关性，构建代价函数筛选最优预测参数，采用加权统计线性回归方法预测判决误差并加以纠正。 （2）针对低信噪比场景，提出功率调整的辅助切换方案，在越区切换信道测量阶段添加信道识别步骤，监测当前信道和邻区同频小区信道的信号噪声功率比，识别信道条件以选取不同切换策略。在信号噪声功率较优时采用触发时间短、计算成本低的联合判决切换算法，在信号噪声功率比较差时采用功率调整方案。提出信号区分度概念并利用三种动态函数给出信号区分度定义，通过仿真对比算法性能，选用综合表现较优的反比例函数，利用功率调整方式提升切换成功率和通信质量。 |
| 作者： | 张佳健 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 李翠然 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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