铁路干线互联网异构网络部署及流控重要技术研究

《铁路干线互联网异构网络部署及流控重要技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、铁路干线互联网异构网络部署及流控重要技术研究1绪论1.1课题与背景互联网宽带化、便携化和移动化的趋势日益明显⑴，移动互联网已经成为互联网行业发展的新热点和新的经济增长点而随着我国高速铁路的大规模建设以及列车运行速度的不断提髙，为改进旅客在车载快速移动环境下的移动互联网应用体验，迫切需要开展对移动互联网在铁路交通干线应用环境下的相关关键技术研究，进而提供成熟的车载快速移动环境下的移动互联网应用服务，从而加快交通信息化建设，提升交通运输行业的服务质量[5]。为便于叙述，本文将狭义的车载移动互联网定义为在铁路交通干线

2、1沿线为旅客提供车载快速移动环境下的移动互联网应用服务，其中接入网络是其重要载体[3，4]，而车载移动互联网的移动性、复杂性和多样性也对接入网络服务质量、安全可信、可控可管等各个方面提出了更高的要求。因此，需要在实现系统的性能和投资成本平衡的前提下，开展对车载移动互联网异构网络部署及流量控制等若干关键技术的研究[6]。整体而言，目前车载移动互联网的研究和应用都还处于初级阶段，不同领域的专家学者对车载移动互联网技术研究的出发点各异，其体系架构和关键技术都还缺乏较为清晰的界定，这也使得车载移动互联网技术的成熟面临巨

3、大的挑战。为此，相关研究也得到了国家有关部门的高度重视和支持，由国家自然科学基金委员会资助的项目交通干线无线宽带覆盖的网络结构及其数据通信机制研究（No.61101139)、福建省科技厅资助的福建省重大专项专题项目车联网与智能交通信息服务关键技术研究与应用（NO.2011HZ0002-1)和福建省杰出青年基金项目车载互联网应用的网络结构优化研究（NO.2012J06015)等重大科研项目、福建省交通厅牵头的工程项目福建省交通运输行业物联网应用工程等均针对车载移动互联网的相关关键技术问题进行了深入研究。基于这些项

4、目的支持，本文将主要针对车载移动互联网的网络体系架构、交通干线无线宽带网络覆盖技术、车-地互联快速切换、车载移动互联网流量管理机制以及车载移动互联网的智能化网络管理等关键技术问题进行研究。1.2国内外研究现状移动互联网的发展毫无疑问是当前IT领域的热点之一，它实现了移动通信和互联网的统一，使得人们可以通过随身携带的移动终端2在移动过程中随时随地访问互联网。同时，移动互联网也通过应用服务与用户终端的移动、定位等特性的结合，产生了新型的适合移动环境的互联网创新业务（如图1-1所示），为用户提供实时在线或位置相关等类

5、型的应用服务[37]，如LBS(LocationBasedService,基于位置的服务）、微博、微信等。目前，全球移动互联网市场的发展速度已经超过桌面互联网，成为继大型机、小型机、:PC机以及桌面互联网之后的第5个计算机技术发展的新周期[37_1A、CDMA2000和TD-SCDMA三大标准_自2009年起我国分别由中国联通、中国电信和中国移动三大移动通信运营商进行规模化运营)，本节将主要针对高铁环境下的3G移动通信传输机制进行研究。高速铁路的移动通信网络沿着铁路线呈线状覆盖，如图2-1所示，为了增大移动端的

6、接收功率，多数情况下基站垂直于路轨的距离办都比较小该应用环境下的无线通信信号受到的影响因素主要包括：列车快速运行过程中的多普勒频移效应以及无线信号在高速铁路新型列车中的车体损耗，同时也必须要考虑到列车高速行驶时带来的越区切换问题。此外，高铁列车在高速行驶过程中，无线信道的冲击响应将会迅速变化并且多普勒频移效应会使得无线信号中心频率发生偏移造成无线信道环境的恶化，从而对信息传输的误码率、突发顿错误平均长度等产生较大影响，同时也增加了采用相关解调方式准确提取载波频率的难度。..2.2车载移动互联网体系结构及功能通过

7、对高速铁路3G移动通信传输机制进行研究，在车辆的快速（高速）移动过程中，移动终端容易受到多普勒频移、车体损耗以及快速切换等的影响，从而影响移动终端与地面基站之间传输链路的连通性和传输带宽。基于车载通信网关的集中接入模式传输质量更为可靠，一方面其避免了大量用户同时进行基站选择、切换等问题，另一方面车载通信网关可以集成多种移动通信和无线通信技术，并在不同网络间进行智能化地选择，从而提高传输网络的可靠性。因此，本文将基于集中接入模式构建车载移动互联网的体系结构。车载移动应用层即车载移动通信网络，通过车载通信网关实现与

8、接入层无线覆盖网络（包括地面基站、N骨干网络........333.1异构无线网络体系结构及建网策略.......333.2交通干线无线骨干传输网络拓扑结构.......33.3无线Mesh网络骨干链路的多跳传输性能研究.......373.4多跳N互联机制研究.......423.5实验测试及分析.......503.6本章小结.......534异构无线网络环境下的快速切换机制研究