隨著我國高速鐵路的建設(shè)與發(fā)展,鐵路移動通信系統(tǒng)對車-地之間的信息傳輸速率和帶寬選擇要求更為嚴格,由于LTE(Long Term Evolution,長期演進)系統(tǒng)具有信息傳輸速率較高、帶寬可變、頻譜效率較高等優(yōu)點,在2010年,UIC(Internation Union of Railway,國際鐵路聯(lián)盟)將LTE-R(Long Term Evolution for Railway,基于LTE的鐵路無線通信系統(tǒng))確定為下一代鐵路移動通信系統(tǒng)。越區(qū)切換作為保障車-地之間通信不中斷的重要環(huán)節(jié),對其進行深入的研究,對于車-地之間信息傳輸?shù)目煽啃院桶踩跃哂兄匾饬x。通過對LTE-R系統(tǒng)架構(gòu)和影響越區(qū)切換成功率因素分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計了基于速度觸發(fā)的改進切換算法和基于模糊控制的切換算法,兩種算法分別從越區(qū)切換時延和對影響越區(qū)切換過程中的主要因素進行綜合考慮的角度出發(fā),從而提高越區(qū)切換成功率,降低越區(qū)切換掉話率,保障車-地之間通信的連續(xù)性,并通過仿真驗證算法的有效性。首先,介紹LTE系統(tǒng)的整體架構(gòu),對架構(gòu)中的核心網(wǎng)和接入網(wǎng)進行分析,接著對LTE系統(tǒng)中的上行多址技術(shù)、下行多址技術(shù)以及多天線技術(shù)的機制原理進行闡述,并對鐵路網(wǎng)絡(luò)中的基站布置方式、越區(qū)切換流程、越區(qū)切換分類以及LTE-R兩種接口的不同切換信令流程進行詳細解析,為后續(xù)設(shè)計LTE-R越區(qū)切換算法提供理論基礎(chǔ)。然后,設(shè)計基于速度觸發(fā)的改進切換算法,利用列車運行速度信息和基站小區(qū)測量時間對越區(qū)切換的預(yù)承載點進行計算,并根據(jù)切換測量過程中的測量周期T_m和上報周期T_u之間的濾波因子對切換觸發(fā)時延進行計算,接著對該算法的兩種接口信令流程進行分析和數(shù)學(xué)建模,并通過Matlab軟件對改進切換算法進行仿真,驗證算法的有效性。最后,考慮高速鐵路運行環(huán)境的復(fù)雜多樣性,在傳統(tǒng)越區(qū)切換判決過程中,僅以列車接收到基站的信號功率作為唯一切換判決條件時,容易引成越區(qū)切換的掉話現(xiàn)象,因此,設(shè)計了基于模糊控制的切換算法,通過對列車與基站間的距離和列車接收基站的信號功率進行計算,并利用模糊控制對列車的運行速度、列車與基站的距離、列車接收基站的信號功率進行模糊處理,通過對影響越區(qū)切換判決的3種因素進行綜合考慮,得到模糊處理后的切換值,從而減少越區(qū)切換過程中的掉話現(xiàn)象發(fā)生,并通過Matlab軟件進行仿真,驗證算法的有效性。
【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】：U285.21;TN929.5
【部分圖文】：

控制的切換算法的仿真參數(shù)設(shè)置如表 5.2 所示。表 5.2 仿真參數(shù)設(shè)置參數(shù) 參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)帶寬 20MHz載頻 2.6GHz大尺度衰落 Okumura-Hata 模型小尺度衰落 萊斯分布基站發(fā)射功率 46dBm小區(qū)半徑 1600m切換重疊覆蓋區(qū) 500m基站與鋼軌距離 50m移動臺高度 3m觸發(fā)時延 360mstlab 工具箱中的模糊控制器建立輸入輸出模型，其截圖如圖

圖 5.9 模糊控制編輯界面截圖制文件將其保存在算法仿真程序的目錄下，仿 readfis 進行讀取。析掉話率是衡量移動通信系統(tǒng)的重要指標，其影范圍的不合理、切換的不及時、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置話率，本章從考慮越區(qū)切換的角度出發(fā)，在相觸發(fā)切換算法、模糊控制切換算法的越區(qū)切換0.40.50.60.70.8換掉話率(%)傳統(tǒng)切換算法速度觸發(fā)切換算法模糊控制切換算法
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本文編號：2887016