截至2017年,我國高速鐵路累計開通運營里程已經(jīng)超過2.2萬公里,“四縱四橫”鐵路網(wǎng)已基本鋪設(shè)完畢,成為世界高鐵第一大國。與此同時,高速鐵路運營的業(yè)務(wù)需求在不斷增長,其設(shè)備結(jié)構(gòu)隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展進步,也在面臨換代升級。在鐵路信號系統(tǒng)中,CTCS-3級列控系統(tǒng)是基于無線通信系統(tǒng)并采用軌道電路等方式檢查列車占用的列車運行控制系統(tǒng)。隨著高鐵的不斷發(fā)展,GSM-R的一些缺點逐漸凸顯,如GSM-R是一個窄帶系統(tǒng),其高延時、低速率的特征已經(jīng)無法滿足鐵路運輸日益增長的業(yè)務(wù)需求,LTE(Long Term Evolution,長期演進)作為下一代無線通信系統(tǒng),其具有的高速率、低時延、高安全性、載波帶寬靈活可變等優(yōu)點都較為符合下一代鐵路移動通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求,國際鐵路聯(lián)盟也已將LTE-R作為下一代鐵路無線移動通信制式。在CTCS-3系統(tǒng)中,列車與列車之間沒有直接的信息交互通道,在“7·23甬溫線事故”中,信號系統(tǒng)遭受雷擊產(chǎn)生邏輯混亂,導(dǎo)致后車只能收到綠碼,從而在對前車運行狀態(tài)未知的情況下發(fā)生相撞。所以研究列車和列車之間直接通信是非常有必要的,具有重要的現(xiàn)實意義。本文首先在既有CTCS-3系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,研究利用列車進入RBC(Radio Block Center,無線閉塞中心)的登錄注冊信息實現(xiàn)前后行列車的身份識別方案,其次在LTE-R的背景下,研究利用LTE-A中的終端直通(Device-to-Device,D2D)技術(shù)建立車車通信的鏈路模型,最后對該鏈路模型的可靠性利用故障樹模型法、馬爾科夫模型法和可靠性框圖法進行了驗證。前后行列車身份識別方案中,在既有CTCS-3地面設(shè)備中加入列車通信管理單元。利用列車進入RBC區(qū)域的注冊信息賦予相應(yīng)的通信地址,由于每列車的車次號是唯一的,所以根據(jù)其唯一的車次號賦予列車唯一的通信地址,并將前車的通信地址通過LTE-R傳送至后車。在建立車車通信鏈路模型時,選取列車追蹤運行場景,結(jié)合D2D技術(shù)的不同模式選擇基站中繼模式進行建模,在該模型中信息通過基站之間的X2接口進行中繼轉(zhuǎn)發(fā)。在建立通信鏈路模型的基礎(chǔ)上,分析了車車通信系統(tǒng)中的故障因素并對其可靠性進行分析后,通過與列控系統(tǒng)對無線通信系統(tǒng)的QoS進行分析對比,可知本文所提出的車車通信模型與其可靠性能夠滿足鐵路運輸?shù)臉I(yè)務(wù)需求。
【學(xué)位單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN929.5;U285.2
【部分圖文】：

列車1 列車2圖 2.5 列車通信管理單元布置圖列車通信管理單元的工作流程如圖 2.6 所示。開始是否為單數(shù)數(shù)據(jù)輸入為收到的車次號賦予通信地址是否有車已注冊將上列車的通信地址發(fā)送給是否有車已注冊為收到的車次號賦予通信地址將上列車的通信地址發(fā)送給是否是是否否

技術(shù) 中所要求的性能指標設(shè)計需求，可知 D2D 技術(shù)在實現(xiàn) LT高能量利用率方面具有重要的研究價值。下文中將通過對進行介紹，闡述了 D2D 通信系統(tǒng)在 LTE-A 中的重要性。特點及應(yīng)用，D2D 通信是在系統(tǒng)控制下，允許終端之間復(fù)用其他蜂窩新型技術(shù)。與傳統(tǒng)的通信方式不同，D2D 用戶之間的信息在鏈路傳輸，基站只對 D2D 通信進行控制，由于 D2D 通信以其控制信令的傳輸路徑是用戶與基站之間的通信鏈路。的距離相對較近，這就允許終端在使用較低的發(fā)射功率時也D 終端之間的信息只需經(jīng)過一跳即可由源終端到目的終端基站的網(wǎng)絡(luò)負荷；D2D 通信終端通過復(fù)用小區(qū)中距離較遠的息交互，提高了小區(qū)中的頻譜資源的利用率。

將信息經(jīng)過其他蜂窩用戶的中繼轉(zhuǎn)發(fā)傳送到處在小區(qū)邊緣或者信道處在深度衰用戶，改善了邊緣用戶和信道質(zhì)量較差用戶的服務(wù)質(zhì)量。)車輛通信網(wǎng)絡(luò)[29]：車輛直接通過 D2D 通信技術(shù)交換車輛信息，包括速度、線。D2D 技術(shù)能夠提供實時性更高、移動性更好的通信服務(wù)。共安全應(yīng)用場景[26]：在傳統(tǒng)蜂窩通信系統(tǒng)受到地震等自然災(zāi)害破壞時，D2D 允許近距離用戶直接進行通信而不依賴系統(tǒng)的狀態(tài)，能夠更好的指導(dǎo)救災(zāi)工作戶也能夠通過廣播及時了解救災(zāi)信息。D2D 通信的通信模式公網(wǎng)模式下，網(wǎng)絡(luò)在大部分情況下都處在滿負載的狀態(tài)下，D2D 通信用戶能夠用戶(Cellular User，CU)的頻譜資源，在復(fù)用模式時，可以復(fù)用 CU 用戶的上可以復(fù)用下行頻率。在該模式下，D2D 通信用戶處在同一小區(qū)內(nèi)，并且在復(fù)戶的頻譜資源時[30]，會對 CU 用戶的通信信道產(chǎn)生干擾，但是通過復(fù)用 CU 用資源，可以顯著的提高頻譜資源的利用率，增加網(wǎng)絡(luò)通信容量。其通信模式如。D2D 用戶復(fù)用 CU 用戶的資源在 D2D 直通鏈路上進行通信。
【參考文獻】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 牛義鋒;多態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可靠性評估方法研究[D];北京交通大學(xué);2017年

2 馮大權(quán);D2D通信無線資源分配研究[D];電子科技大學(xué);2015年

本文編號：2841964