高鐵LTE系統(tǒng)鏈路傳輸優(yōu)化技術(shù).pdf

1、中國(guó)的高速鐵路運(yùn)輸業(yè)依靠其節(jié)能環(huán)保、方便快捷、安全可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)正在迅猛發(fā)展。鐵路專用無(wú)線通信系統(tǒng)作為支撐高速鐵路建設(shè)的重要子系統(tǒng)，也迫切面臨著升級(jí)換代以滿足鐵路寬帶通信新需求。國(guó)際鐵路聯(lián)盟建議將現(xiàn)已廣泛部署的GSM-R(GSM for Railway)平滑演進(jìn)到LTE-R(LTE for Railway)。LTE系統(tǒng)作為第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，具有良好的技術(shù)成熟度，且已經(jīng)大規(guī)模部署商用，但其主要面向的是傳統(tǒng)公網(wǎng)蜂窩通信，無(wú)法直接滿足高

2、速鐵路專用通信系統(tǒng)的特殊需求。高速鐵路場(chǎng)景有小區(qū)帶狀分布，終端移動(dòng)快，沿線環(huán)境復(fù)雜多變、信道快速變化等一系列特點(diǎn)，無(wú)線通信鏈路傳輸?shù)目煽啃悦媾R著挑戰(zhàn)，而通信系統(tǒng)所承載的列車控制信息恰恰對(duì)可靠性和安全性要求極高。因此，研究合理的優(yōu)化技術(shù)方案提高LTE鏈路傳輸?shù)目煽啃?、使其最終適用于高速鐵路場(chǎng)景具有重要的意義。
　　本論文分別通過(guò)研究自適應(yīng)調(diào)制編碼和位置管理技術(shù)為高速鐵路場(chǎng)景下LTE系統(tǒng)的鏈路可靠傳輸提出了優(yōu)化方案。主要的研究?jī)?nèi)容和貢

3、獻(xiàn)如下:
　　第一、傳統(tǒng)鏈路自適應(yīng)技術(shù)的性能依賴于終端反饋信道信息的準(zhǔn)確度，間接受到信道估計(jì)誤差和終端處理速度等因素的制約。本文分析研究了在高速鐵路場(chǎng)景下LTE自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)面臨的問(wèn)題，量化評(píng)估了終端CQI反饋時(shí)延帶來(lái)的誤塊率影響。結(jié)合無(wú)線電環(huán)境地圖和先進(jìn)的列車定位技術(shù)，提出了一種基于無(wú)線電環(huán)境地圖的自適應(yīng)調(diào)制編碼優(yōu)化方案。通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果分析表明，該方案能夠減少反饋時(shí)延引起的調(diào)制編碼階數(shù)誤判，有效降低系統(tǒng)的誤塊率，從而提高了L

4、TE系統(tǒng)在高鐵場(chǎng)景下的鏈路傳輸可靠性。
　　第二、移動(dòng)性管理功能是基于蜂窩架構(gòu)的移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要基石，需要針對(duì)特殊場(chǎng)景進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文分析研究LTE位置管理相關(guān)技術(shù)和信令流程，指出了傳統(tǒng)位置管理方案在鐵路鏈狀網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景下的不適用性。以減少信令擁塞為目標(biāo)，建立了高鐵場(chǎng)景追蹤區(qū)域更新和尋呼信令開銷的數(shù)學(xué)優(yōu)化模型，通過(guò)仿真求解得到了在一定尋呼信令消耗門限下最優(yōu)追蹤區(qū)域列表概率分布。提出了一種適用于高鐵場(chǎng)景的自優(yōu)化追蹤區(qū)域列表解決方案，