截至2017年,我國(guó)高速鐵路累計(jì)開(kāi)通運(yùn)營(yíng)里程已經(jīng)超過(guò)2.2萬(wàn)公里,“四縱四橫”鐵路網(wǎng)已基本鋪設(shè)完畢,成為世界高鐵第一大國(guó)。與此同時(shí),高速鐵路運(yùn)營(yíng)的業(yè)務(wù)需求在不斷增長(zhǎng),其設(shè)備結(jié)構(gòu)隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展進(jìn)步,也在面臨換代升級(jí)。在鐵路信號(hào)系統(tǒng)中,CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)是基于無(wú)線通信系統(tǒng)并采用軌道電路等方式檢查列車(chē)占用的列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)。隨著高鐵的不斷發(fā)展,GSM-R的一些缺點(diǎn)逐漸凸顯,如GSM-R是一個(gè)窄帶系統(tǒng),其高延時(shí)、低速率的特征已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足鐵路運(yùn)輸日益增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)需求,LTE(Long Term Evolution,長(zhǎng)期演進(jìn))作為下一代無(wú)線通信系統(tǒng),其具有的高速率、低時(shí)延、高安全性、載波帶寬靈活可變等優(yōu)點(diǎn)都較為符合下一代鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求,國(guó)際鐵路聯(lián)盟也已將LTE-R作為下一代鐵路無(wú)線移動(dòng)通信制式。在CTCS-3系統(tǒng)中,列車(chē)與列車(chē)之間沒(méi)有直接的信息交互通道,在“7·23甬溫線事故”中,信號(hào)系統(tǒng)遭受雷擊產(chǎn)生邏輯混亂,導(dǎo)致后車(chē)只能收到綠碼,從而在對(duì)前車(chē)運(yùn)行狀態(tài)未知的情況下發(fā)生相撞。所以研究列車(chē)和列車(chē)之間直接通信是非常有必要的,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文首先在既有CTCS-3系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,研究利用列車(chē)進(jìn)入RBC(Radio Block Center,無(wú)線閉塞中心)的登錄注冊(cè)信息實(shí)現(xiàn)前后行列車(chē)的身份識(shí)別方案,其次在LTE-R的背景下,研究利用LTE-A中的終端直通(Device-to-Device,D2D)技術(shù)建立車(chē)車(chē)通信的鏈路模型,最后對(duì)該鏈路模型的可靠性利用故障樹(shù)模型法、馬爾科夫模型法和可靠性框圖法進(jìn)行了驗(yàn)證。前后行列車(chē)身份識(shí)別方案中,在既有CTCS-3地面設(shè)備中加入列車(chē)通信管理單元。利用列車(chē)進(jìn)入RBC區(qū)域的注冊(cè)信息賦予相應(yīng)的通信地址,由于每列車(chē)的車(chē)次號(hào)是唯一的,所以根據(jù)其唯一的車(chē)次號(hào)賦予列車(chē)唯一的通信地址,并將前車(chē)的通信地址通過(guò)LTE-R傳送至后車(chē)。在建立車(chē)車(chē)通信鏈路模型時(shí),選取列車(chē)追蹤運(yùn)行場(chǎng)景,結(jié)合D2D技術(shù)的不同模式選擇基站中繼模式進(jìn)行建模,在該模型中信息通過(guò)基站之間的X2接口進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)。在建立通信鏈路模型的基礎(chǔ)上,分析了車(chē)車(chē)通信系統(tǒng)中的故障因素并對(duì)其可靠性進(jìn)行分析后,通過(guò)與列控系統(tǒng)對(duì)無(wú)線通信系統(tǒng)的QoS進(jìn)行分析對(duì)比,可知本文所提出的車(chē)車(chē)通信模型與其可靠性能夠滿(mǎn)足鐵路運(yùn)輸?shù)臉I(yè)務(wù)需求。
【學(xué)位單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TN929.5;U285.2
【部分圖文】：

列車(chē)1 列車(chē)2圖 2.5 列車(chē)通信管理單元布置圖列車(chē)通信管理單元的工作流程如圖 2.6 所示。開(kāi)始是否為單數(shù)數(shù)據(jù)輸入為收到的車(chē)次號(hào)賦予通信地址是否有車(chē)已注冊(cè)將上列車(chē)的通信地址發(fā)送給是否有車(chē)已注冊(cè)為收到的車(chē)次號(hào)賦予通信地址將上列車(chē)的通信地址發(fā)送給是否是是否否

技術(shù) 中所要求的性能指標(biāo)設(shè)計(jì)需求，可知 D2D 技術(shù)在實(shí)現(xiàn) LT高能量利用率方面具有重要的研究?jī)r(jià)值。下文中將通過(guò)對(duì)進(jìn)行介紹，闡述了 D2D 通信系統(tǒng)在 LTE-A 中的重要性。特點(diǎn)及應(yīng)用，D2D 通信是在系統(tǒng)控制下，允許終端之間復(fù)用其他蜂窩新型技術(shù)。與傳統(tǒng)的通信方式不同，D2D 用戶(hù)之間的信息在鏈路傳輸，基站只對(duì) D2D 通信進(jìn)行控制，由于 D2D 通信以其控制信令的傳輸路徑是用戶(hù)與基站之間的通信鏈路。的距離相對(duì)較近，這就允許終端在使用較低的發(fā)射功率時(shí)也D 終端之間的信息只需經(jīng)過(guò)一跳即可由源終端到目的終端基站的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷；D2D 通信終端通過(guò)復(fù)用小區(qū)中距離較遠(yuǎn)的息交互，提高了小區(qū)中的頻譜資源的利用率。

將信息經(jīng)過(guò)其他蜂窩用戶(hù)的中繼轉(zhuǎn)發(fā)傳送到處在小區(qū)邊緣或者信道處在深度衰用戶(hù)，改善了邊緣用戶(hù)和信道質(zhì)量較差用戶(hù)的服務(wù)質(zhì)量。)車(chē)輛通信網(wǎng)絡(luò)[29]：車(chē)輛直接通過(guò) D2D 通信技術(shù)交換車(chē)輛信息，包括速度、線。D2D 技術(shù)能夠提供實(shí)時(shí)性更高、移動(dòng)性更好的通信服務(wù)。共安全應(yīng)用場(chǎng)景[26]：在傳統(tǒng)蜂窩通信系統(tǒng)受到地震等自然災(zāi)害破壞時(shí)，D2D 允許近距離用戶(hù)直接進(jìn)行通信而不依賴(lài)系統(tǒng)的狀態(tài)，能夠更好的指導(dǎo)救災(zāi)工作戶(hù)也能夠通過(guò)廣播及時(shí)了解救災(zāi)信息。D2D 通信的通信模式公網(wǎng)模式下，網(wǎng)絡(luò)在大部分情況下都處在滿(mǎn)負(fù)載的狀態(tài)下，D2D 通信用戶(hù)能夠用戶(hù)(Cellular User，CU)的頻譜資源，在復(fù)用模式時(shí)，可以復(fù)用 CU 用戶(hù)的上可以復(fù)用下行頻率。在該模式下，D2D 通信用戶(hù)處在同一小區(qū)內(nèi)，并且在復(fù)戶(hù)的頻譜資源時(shí)[30]，會(huì)對(duì) CU 用戶(hù)的通信信道產(chǎn)生干擾，但是通過(guò)復(fù)用 CU 用資源，可以顯著的提高頻譜資源的利用率，增加網(wǎng)絡(luò)通信容量。其通信模式如。D2D 用戶(hù)復(fù)用 CU 用戶(hù)的資源在 D2D 直通鏈路上進(jìn)行通信。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 牛義鋒;多態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可靠性評(píng)估方法研究[D];北京交通大學(xué);2017年

2 馮大權(quán);D2D通信無(wú)線資源分配研究[D];電子科技大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2841964