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摘要：随着我国高速铁路的大规模建设及移动互联网应用的快速普及,迫切需要为车载快速移动环境下的用户提供更好的移动互联网服务,但目前尚有诸多挑战性问题,如：地面无线网络覆盖技术、车-地宽带互联机制、车-地互联流量管理以及车载移动互联网接入网络的智能化管理等。为此,论文开展了如下研究：通过对国内外研究现状的深入比较分析,论文设计了一种基于集中接入模式的四层车载移动互联网体系结构,并确定了论文待研究的六个关键技术问题。为实现对铁路交通干线沿线合理的无线宽带网络覆盖,论文提出了基于无线Mesh网络和3G/LTE/4G的地面无线专网建网策略,从而以较优的投资成本实现铁路交通干线沿线的无线宽带网络覆盖,并获得较好的传输性能。在实际网络部署中,可采用P层榕树型网络拓扑结构以提高实施的可行性。针对无线Mesh网络存在的多跳传输带宽急剧下降且传输时延快速增长的难题,论文建立了多跳无线Mesh网络骨干链路传输模型,对影响其传输性能的关键因素进行了深入研究,并设计了多模Mesh节点结构和正交频道分配方案。在此基础上,论文研发了基于IEEE802.11n标准和B.A.T.M.A.N. adv路由协议的无线Mesh路由器原型系统,实验结果表明其单跳传输基带宽大于140Mbps,经过八跳传输后的带宽仍大于60Mbps,且传输时延较小为实现车载通信网关在异构网络中的垂直切换,论文基于效用函数设计了异构无线网络垂直切换策略HWNHS,通过系统延迟容忍系数对传输链路进行灵活地选择,以实现最优的传输性能和最大的传输收益。由于车载移动互联网用户的快速移动特性,论文设计了快速无线Mesh网络切换算法FWMNSA。通过对其切换性能进行仿真研究,结果表明车载通信网关的移动速度、扫描时间间隔以及接入信道数将影响其切换成功的概率。同时,论文针对车-地互联的应用环境,设计了区内快速切换策略FSSFA以及车载通信网关的原型系统,实验结果表明,采用FWMNSA的车载通信网关可以实现Mesh节点间的快速切换,通过FSSFA策略,将使车载通信网关在Mesh节点间进行快速切换的传输时延降低至600-700ms,从而实现了车载通信网关在无线Mesh网络中的快速、无缝水平切换。为优化车-地宽带互联Internet流量的传输,提高用户的使用体验,论文基于ON/OFF模型和叠加模型建立了适合车-地宽带互联Internet流量的数学分析模型,并对车-地互联Internet流量的特性进行了研究,在此基础上设计了代理服务器的预取访问算法PAA,仿真和实验结果表明其能够明显提升车-地宽带互联链路在高负载情况下的承载能力。为实现对长距离、大规模的地面覆盖无线Mesh网络的智能化管理,论文建立了Mesh节点故障预测处理策略NFPPS,实现了对节点的链路通信质量、节点负载的自动感知,缩短了Mesh节点发生故障时网络重新收敛的时间,从而增强了网络的健壮性。在此基础上,本文开发了无线Mesh网络的本地管理平台和集中云管理平台,实现了对无线Mesh网络及Mesh节点实时、在线的智能监控与管理。图62幅,表30个,参考文献190篇。