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高速铁路LTE系统区分业务的可靠传输方案研究
| 论文题名： | 高速铁路LTE系统区分业务的可靠传输方案研究 |
| 关键词： | 高速铁路;LTE系统;网络架构;传输业务 |
| 摘要： | 近年来，我国高速铁路建设发展迅速，取得了世人瞩目的成就，但同时，相比于高速铁路建设的巨大成功，铁路专用通信系统的设计则显得相对落后，考虑到现行GSM-R铁路通信系统无法满足未来高速铁路系统针对高冗余度可靠传输、多媒体监控等业务的要求，国际铁路联盟已经确定GSM-R将向LTE-R系统演进，LTE系统作为高速率宽带传输系统，其设计上对于移动性和宽带性的考虑，可以有效地解决高速铁路通信系统所存在的问题，并保证高速铁路通信系统过渡的平滑性。 同时，考虑到与铁路安全运行相关的专用控制信息，如语音列调信息、数据列控信息等业务，在GSM-R系统中，主要采用电路交换的通信方式进行传输，LTE系统作为基于分组交换设计的系统，如何保证列车安全运行数据的可靠有效传输是高速铁路LTE通信系统研究的热点之一。 本文首先基于GSM-R系统的网络架构和业务类型，针对高速铁路LTE系统的网络架构和传输业务进行了研究，分析了GSM-R向LTE-R演进的可行方案，并对高速铁路LTE系统的信息可靠传输问题进行了分析。 其次，本文针对高速铁路系统语音列调业务可靠传输方案进行了研究，基于LTE系统中承载的概念，为语音列调业务定义新的承载，并设置相关的QoS参数，同时，对LTE系统中MAC层的相关调度算法进行比较分析，针对最大载干比算法(MAX C/I)、轮询算法(Round Robin，RR)、比例公平算法(Proportional Fair, PF)等算法，分析其业务调度相关性能，并针对实时业务传输需求，比较M-LWDF算法(Modified LargestWeighted Delay First，最大加权时延优先)和EXP算法的相关时延性能。在此基础上，针对语音列调业务的可靠传输需求，基于M-LWDF算法对调度算法做出了优化改进，将业务的QCI优先级(QoS Class Identifier,业务质量级别表示)参数引入调度算法，在考虑系统相关信道条件和用户公平性的基础上，增大了语音列调信息的调度优先级，优先为语音列调信息分配信道资源，有效地提高了语音调度信息的相关QoS性能。 同时，针对高速铁路数据列控信息，本文在LTE下行物理信道现有划分规则的基础上，在下行物理信道上引入亚控制信道的概念，在数据区域为列控数据相关信息传输划分专用的亚控制信道，在亚控制信道上优先映射数据列控相关信息，并对其相关控制信令进行备份处理，同时，考虑到数据列控信息传输安全性要求，对其调制编码等级的选择算法进行了改进，在资源剩余的情况下，对数据列控信息进行降阶调制处理，有效地保证了数据列控信息的可靠、安全传输性能。 |
| 作者： | 张永星 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 方旭明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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