高速铁路lte系统切换技术研究

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________全日制专业学位硕士论文高速铁路LTE系统切换技术研究学位申请人：张鹭学科领域：交通运输工程校内导师：刘子英教授答辩日期：独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教

2、育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定，本论文无保密内容。学生本人签名日期校内导师签名日期摘要高速铁路LTE系统切换技术研究摘要随着我国高速铁路迅速发展，列车速度大幅提升导致旅客通信质量严重下降，存在着切换频繁、高掉话

3、率等现象。而LTE系统自身具有更优越的性能，特别是高数据率、低时延的特征，更好地满足了高铁的通信需求。在通信系统中，切换技术是移动性管理的重要组成成分，在解决移动过程中的连续性方面有着不可磨灭的功效，尤其是在保障高移动性场景下的通信质量。本文将LTE切换技术的理论知识作为基础，用MATLAB软件搭建了仿真平台，针对高铁场景中LTE切换技术做进一步的研究。本文首先论述了LTE系统的网络架构、各网元和接口的功能以及无线接口协议。并对切换的作用、触发原因和分类、LTE切换流程做了详细地说明。其次分析总结了高速铁路场景下影响LTE切换的因素：多普勒频移变大、切换次数增加、列车穿透损耗增加、切换带如

4、何设计等，针对这些问题提出了相应的解决方案。接着分析了传统A3切换算法的原理，并针对其不足之处，提出了基于终端速度特性的切换算法和基于统计特性触发切换的算法进行优化。最后，从传统的A3切换算法和基于终端速度特性的切换算法建模分析出发，创新性地提出了一种基于多普勒效应的优化切换算法。并用MATLAB软件搭建仿真平台，将优化后的算法做了仿真，同时将A3切换算法和多普勒效应的优化切换算法的仿真结果做了分析对比。优化后算法能自适应的调整切换迟滞门限HHM（HandoverHysteresisMargin），因此能够更及时、快速的按照判决条件触发切换。此外还可以根据多普勒频移值的正负判断列车运行的方

5、向，提前生成目标小区列表，减少了切换时延，同时有效地降低乒乓切换和掉话现象，提高了切换的成功率，性能更优。关键词：LTE系统，高速铁路，切换技术，乒乓切换，多普勒频移I摘要ResearchonLTECommunicationSystemHandoverIntheEnvironmentofHigh-speedRailwayABSTRACTWiththerapiddevelopmentofhigh-speedrailwayinChina,asignificantincreaseinthespeedofthetrainledtoaseriousdeclineinthequalityofpasse

6、ngercommunications,suchas,frequenthandover,highrateofdroppedcallsandsoon.Withitssuperiorperformance,especiallythecharacteristicsofhighdatarateandlowsystemdelay,LTEmeetsthecommunicationrequirementofhigh-speedrailwaybetter.Incommunicationsystem,handovertechniqueisanimportantcomponentofmobilitymanage

7、ment,whichhasanindelibleeffectintheprocessofmovingcontinuitysolution,especiallytoensurethecommunicationqualityinhighmobilityscenarios.Inthispaper,wewillusethetheoreticalknowledgeofLTEhandovertechnologyasthebasis,