一种基于车载双天线的GSM_R冗余网络无缝切换方案.pdf

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1、第３４卷第６期铁道学报Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．６２０１２年６月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＴＨＥＣＨＩＮＡＲＡＩＬＷＡＹＳＯＣＩＥＴＹＪｕｎｅ２０１２文章编号：１００１－８３６０（２０１２）０６－００５１－０６一种基于车载双天线的ＧＳＭ－Ｒ冗余网络无缝切换方案邸成１，方旭明１，２，杨崇哲１，陆玲辉１（１．西南交通大学信息编码与传输四川省重点实验室，四川成都６１００３１；２．北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室，北京１０００４４）摘要：随着铁路现代化的发展，列车运行速度逐渐增加，由此导致列车在穿越ＧＳＭ－Ｒ网络小区的过程中需要频繁地执行越区切换操作。由于ＧＳ

2、Ｍ－Ｒ网络先断后连的硬切换方式必然造成切换过程中存在通信中断等问题，对行车造成一定的安全隐患。传统的切换优化方法仅针对单层网络中移动台越区切换过程进行改进，忽视了ＧＳＭ－Ｒ系统现有的冗余网络配置特点。本文提出一种将ＧＳＭ－Ｒ双层冗余网络中的不同基站组成一个为列车服务的虚拟小区，并采用车载双天线与虚拟小区进行协作通信的方案，以充分利用冗余网络配置特点，从而实现列车穿越小区过程中完成无缝切换操作。仿真结果表明：所提出的方案使切换中断率明显降低，为列车的安全运行提供了可靠保证。关键词：ＧＳＭ－Ｒ；切换；冗余网络；虚拟小区；协作；中断率中图分类号：Ｕ２８５

3、．２１文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－８３６０．２０１２．０６．０１０Ｏｎ－ｂｏａｒｄＤｕａｌ－ａｎｔｅｎｎａＳｅａｍｌｅｓｓＨａｎｄｏｖｅｒＳｃｈｅｍｅｉｎＧＳＭ－ＲＲｅｄｕｎｄａｎｔＮｅｔｗｏｒｋ１，ＦＡＮＧＸｕ－ｍｉｎｇ１，２，ＹＡＮＧＣｈｏｎｇ－ｚｈｅ１，ＬＵＬｉｎｇ－ｈｕｉ１ＤＩＣｈｅｎｇ（１．ＫｅｙＬａｂｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＣｏｄｉｎｇａｎｄＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００３１，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙ

4、ｏｆＲａｉｌＴｒａｆｆｉｃＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＳａｆｅｔｙ，ＢｅｉｊｉｎｇＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｌｏｎｇｗｉｔｈｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｒａｉｌｗａｙｍｏｄｅｒｎｉｚａｔｉｏｎ，ｔｈｅｔｒａｉｎｓｐｅｅｄｉｎｃｒｅａｓｅｓｇｒａｄｕａｌｌｙ，ｗｈｉｃｈｃａｕｓｅｓｔｈｅｔｒａｉｎｔｏｈａｎｄｏｖｅｒｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙｗｈｅｎｉｔｐａｓｓｅｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃｅｌｌｓｏｆｔｈｅＧＳＭｆｏｒＲａｉｌｗａｙ（ＧＳＭ－Ｒ）ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｃａｎｂｅ

5、ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｄｄｕｒｉｎｇｔｈｅｈａｒｄｈａｎｄｏｖｅｒｐｒｏｃｅｓｓ（ｂｒｅａｋ－ｂｅｆｏｒｅ－ｍａｋｅ），ｗｈｉｃｈｗｉｌｌｌｅａｄｔｏｓｏｍｅｓａｆｅｔｙｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｔｒａｉｎｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｈａｎｄｏｖｅｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｓｏｎｌｙｆｏｃｕｓｏｎｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｉｎｈａｎｄｏｖｅｒｐｒｏｃｅｓｓｅｓｉｎｔｈｅｓｉｎｇｌｅ－ｌａｙｅｒｅｄｎｅｔｗｏｒｋａｎｄｉｇｎｏｒｅｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｒｅｄｕｎｄａｎｔｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅＧ

6、ＳＭ－Ｒｎｅｔｗｏｒｋ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｄａｎｏｐｔｉｍｉｚｅｄｓｃｈｅｍｅ，ｉｎｗｈｉｃｈｗｅｃｏｍｂｉｎｅｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔＢＳｓｉｎｔｈｅＧＳＭ－Ｒｔｗｏｌａｙｅｒｒｅｄｕｎｄａｎｔｎｅｔｗｏｒｋｉｎｔｏａｖｉｒｔｕａｌｃｅｌｌｓｅｒｖｉｎｇｆｏｒｔｈｅｔｒａｉｎａｎｄａｄｏｐｔｅｄｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｏｎ－ｂｏａｒｄｄｕａｌ－ａｎｔｅｎｎａａｎｄｖｉｒｔｕａｌｃｅｌｌ．Ｔｈｅｓｃｈｅｍｅｔａｋｅｓｆｕｌｌａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｔｈｅｒｅｄｕｎｄａｎｔｎｅｔｗｏｒｋｃｏｎｆｉｇ

7、ｕｒａｔｉｏｎａｎｄａｃｈｉｅｖｅｓｓｅａｍｌｅｓｓｈａｎｄｏｖｅｒｗｈｅｎｔｈｅｔｒａｉｎｔｒａｖｅｒｓｅｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃｅｌｌｓ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｓｃｈｅｍｅｃａｎｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｏｕｔａｇｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｒｅｍａｒｋａｂｌｙｄｕｒｉｎｇｈａｎｄｏｖｅｒａｎｄｇｕａｒａｎｔｅｅｓａｆｅｔｒａｉｎｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＧＳＭ－Ｒ；ｈａｎｄｏｖｅｒ；ｒｅｄｕｎｄａｎｔｎｅｔｗｏｒｋ；ｖｉｒｔｕａｌｃｅｌｌ；ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ；ｏｕｔａｇｅｐｒｏｂａｂｉ

8、ｌｉｔｙ在列车行进过程中，切换操作可能导致车地通信中度的提升，列车穿越小区覆盖范围的时间缩短，切换操断，对列车的安全运行带