高速铁路LTe-R切换算法优化研究

• 作 者: 李德威
• 机 构: 兰州交通大学
• 出 处: 兰州交通大学
• 发表日期: 2017年期
• 关键词: 高速铁路 LTE-R切换算法 移动健壮性 切换成功率

伴随着中国高速铁路的迅速发展，如何满足高速铁路与铁路旅客语音、数据服务的需求，成为了制约铁路发展迫切需要解决的问题。基于LTE系统具有传输速率高，控制面时延与用户面时延低，扁平化与IP化的网络结构等诸多优点，国际铁路联盟已经将LTE系统作为铁路通信系统的发展方向。铁路通信系统的快速发展将为列车在线运行监控、在线维修检测、在线视频回传，提供技术支持。　　越区切换是高速移动环境下移动性管理的重要组成部分。同时高速铁路具有速度高、小区切换频繁以及小区成链状分布的特点，快速而有效的切换算法是保证高速铁路LTE通信系统服务质量的重要基础。本文所提出的基于速度动态函数自适应的越区切换算法，有效的解决了不同速度下切换迟滞门限与切换触发时间的调整问题，满足国家铁路局对越区切换率大于99.5％的要求，对移动健壮性优化中过早切换与过迟切换这两个案例具有重要意义，既减少了不必要的切换，又避免了系统资源的浪费。主要研究内容如下:　　(1)高速铁路环境复杂，本文首先对山地环境下高速铁路通信基站进行无线网络规划，并对接收信号参考功率、接收信号参考质量以及信号与干扰加噪声比进行仿真。　　(2)提出了基于速度动态函数自适应的越区切换优化算法，对切换迟滞门限与延迟触发时间进行实时动态调整，并对该算法进行设计、求取控制参数。合理设置系统仿真参数并考虑到机车台的保护余量问题。　　(3)对改进后的优化算法，进行正反两方面指标验证该算法的有效性。其中正向指标包括切换触发率和越区切换成功率;反向指标包括无线链路失效率、乒乓切换率以及理论允许切换次数。通过对该算法的仿真，结果表明该切换算法能够很好的提高通信服务质量。