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基于WLAN的CBTC系统车-地通信越区切换性能分析与研究
| 论文题名： | 基于WLAN的CBTC系统车-地通信越区切换性能分析与研究 |
| 关键词： | 无线局域网;通信性能;无线信道;列车运行控制 |
| 摘要： | 车-地通信作为CBTC(基于通信的列车运行控制)系统的关键技术，承载着列控信息的安全传输，地铁CBTC系统车-地通信采用WLAN(无线局域网)技术，其通信性能影响着列车的行车安全，一直以来都是研究的重点。由于发射功率的限制、地铁环境的影响，使得地铁必须按照合理的间隔来布置AP(无线接入点)，才能保证列车在跨越小区时，能够通过切换来实现车-地之间的正常通信。但由于CBTC系统采用的是IEEE802.11g标准，其工作频段为2.4GHz ISM(工业、科学、医疗)频段，往往会受到其他工作在相同或相近频段的无线电波的干扰，影响车-地之间正常的通信，在无线局域网切换时甚至会导致通信的中断。因此，对 CBTC系统在干扰下越区切换的通信性能进行仿真分析，对于保障整个系统安全、可靠的运行，有一定的现实意义。 首先，介绍CBTC系统网络结构和切换机制，详细描述基于W LAN的CBTC系统采用ESS(扩展服务集网络)网络的切换机制：触发、扫描、认证、重关联，并分析了802.11标准MAC(介质访问控制)层的接入机制、无线局域网认证方式和切换过程中每个阶段产生的时延。 其次，结合地铁环境下无线信道的特点，确定隧道内无线电波传播的大尺度衰落模型，并结合阴影衰落、小尺度衰落等影响通信距离的参数，对地铁CBTC系统A P的布置进行了设计。结合沈阳地铁二号线实际AP的布置间隔证明了设计的合理性。然后对地铁环境影响车-地通信的干扰进行了分析，引入了信道间的干扰因子，为下一步仿真奠定基础。 然后，利用OPNET仿真平台，建立CBTC系统无线电波传播模型、定向天线模型，并加入EAP-TLS认证模块，最后组成CBTC系统车-地通信的网络模型，并在OPNET自带的W LAN节点模型的基础上，对流量进行了布置，对业务进行了配置。 最后，构建基于W LAN的CBTC车-地通信网络拓扑，分别分析无干扰、车载存在干扰、地面存在干扰时越区切换的通信性能。仿真结果表明：地铁CBTC系统无线局域网越区切换时，干扰严重影响越区切换的通信性能，当采用加密认证方式时，既能提高切换性能有又能保证信息传输的安全性。最后，对实际工程组网给出了建议和改进措施。 |
| 作者： | 许德超 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 米根锁;蒋博海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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