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城市轨道交通CBTC系统越区切换的研究
| 论文题名： | 城市轨道交通CBTC系统越区切换的研究 |
| 关键词： | 列车控制系统;无线局域网;越区切换;触发准则 |
| 摘要： | 基于通信的列车控制系统(CBTC)采用先进的通信、计算机技术实现地面控制系统和列车信息的双向传输，可连续控制和监测列车运行。 CBTC系统通常采用IEEE802.11无线局域网技术实现车—地通信。但由于无线局域网中接入点AP的覆盖区域有限，随着列车不断提速，越区切换会更加频繁，使得切换过程中产生的时延、丢包等问题更加凸显，进而影响CBTC系统的可靠性。所以，如何降低切换时延、保证越区切换过程中的通信质量显得尤为重要。 首先，本文对CBTC系统的结构和功能、无线局域网以及切换过程进行了介绍，并在此基础上分析了切换时产生的时延。因为不同的切换方案其切换触发准则也不同，本文还对几种较典型切换触发准则进行了分析。 其次，本文在分析传统切换方案不足的基础上提出了基于预测的双信道异步切换方案。本方案一方面考虑到越区切换存在扫描时延、认证时延和关联时延，其中扫描时延占总时延的90％左右，所以提出采用差分接收信号强度指示（RSSI）预测算法提前进行扫描，进而减少切换时延。另一方面考虑到预测机制虽然可以满足数据传输最小时延的要求，但是当移动站点频繁切换时会造成更大时延，甚至通信中断，进而影响CBTC系统通信质量，因此文中提出采用双信道异步切换方案保证了CBTC系统在切换过程中的通信质量。双信道异步切换方案是在一个移动站点上利用两个独立的无线网络接口与地面控制系统进行通信，通过设置不同的切换触发参数，使两个网络接口分别“提前”和“滞后”切换，使得移动节点在跨越不同服务区域时，至少有一个网络接口可以传输数据。 最后，本文对传统的切换方案和本文提出的基于预测的双信道异步切换方案在时延与吞吐量等方面进行仿真。结果表明，本文提出的基于预测的双信道异步切换方案不仅有效减少了切换时延而且能够保证切换过程中稳定的通信质量。 |
| 作者： | 李亚莉 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 刘晓娟 |
| 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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