本文關(guān)鍵詞：基于隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)演算的高速鐵路無線網(wǎng)絡(luò)性能評估　出處：《北京交通大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：摘要：近年來,為了更好地滿足移動通信用戶日益增長的需求,高速鐵路下一代寬帶移動通信系統(tǒng)LTE-R (Long Term Evolution for Railway)的研究得到了廣泛關(guān)注。為了更好的檢驗LTE-R的系統(tǒng)性能,保證高速鐵路(High-Speed Railway, HSR)能安全可靠的運行,我們必須在鐵路系統(tǒng)開始運營前,對它進(jìn)行準(zhǔn)確的系統(tǒng)性能評估,從而優(yōu)化使其性能滿足一定的要求指標(biāo)。LTE-R是準(zhǔn)4G技術(shù)LTE在高速鐵路上的一個應(yīng)用,它承載了LTE的關(guān)鍵技術(shù),比如：全I(xiàn)P包交換,這意味著所有已有的以及新興的鐵路業(yè)務(wù)都將通過包交換方式傳輸。 以往對于高速鐵路性能評估的研究較多采用仿真方法,這一方法固然可以較為準(zhǔn)確的分析性能,但卻耗時較長、成本較高,應(yīng)用起來具有局限性。而隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)演算是一種先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)性能分析理論工具,可以用來解決現(xiàn)代包交換網(wǎng)中的性能保證,并且耗時和成本較低,準(zhǔn)確性較高,可以較為容易的進(jìn)行性能預(yù)測,這就為分析LTE-R系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)性能開辟了一條新途徑。本文旨在采用隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)演算的理論方法分析高速鐵路無線網(wǎng)絡(luò)性能,利用實測數(shù)據(jù)構(gòu)造高速鐵路專用的業(yè)務(wù)模型,構(gòu)造綜合考慮大尺度衰落和小尺度衰落的信道模型,基于業(yè)務(wù)模型和信道模型得到理論性能結(jié)果。并依據(jù)MATLAB平臺仿真結(jié)果對隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)演算理論方法的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗證,同時分析高速鐵路場景下的時延等網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)。 本文的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在以下幾點： 一、構(gòu)造刻畫高速鐵路無線信道的大尺度及小尺度衰落的分組級馬爾可夫模型。將高速列車的移動模型建模半馬爾可夫過程,并將無線信道的瞬時數(shù)據(jù)速率建模為半馬爾可夫調(diào)制過程,同時考慮AMC選擇對性能的影響�；诎腭R爾可夫調(diào)制過程,得到高速鐵路通信系統(tǒng)的隨機(jī)服務(wù)曲線。 二、構(gòu)造合理的高速鐵路專用業(yè)務(wù)模型。通過對收集到的列車控制實測業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,采用隨機(jī)到達(dá)曲線模型對列車控制業(yè)務(wù)進(jìn)行建模。 三、對比并分析CCDF隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)演算和MGF隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)演算。采用隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)演算方法求得列車控制業(yè)務(wù)的積壓和時延邊界,并將兩種方法下得到的時延邊界進(jìn)行對比,分析它們各自的優(yōu)缺點。 四、驗證并分析隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)演算的準(zhǔn)確性。將時延邊界的理論結(jié)果與仿真結(jié)果對比,證明隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)演算方法的可行性與正確性,同時依據(jù)邊界結(jié)果對下一代高速鐵路移動通信系統(tǒng)LTE-R進(jìn)行性能分析。
[Abstract]:Abstract : In recent years , in order to meet the increasing demands of mobile communication users , the research of LTE - R ( Long Term Evolution for Railway ) of the next generation broadband mobile communication system of high - speed railway has been paid much attention . In order to better check the system performance of LTE - R , it is necessary to accurately evaluate the system performance before the railway system begins to operate . The LTE - R is an application of LTE in high - speed railway . The LTE - R is a key technology of LTE , such as the whole IP packet switching , which means that all existing and emerging railway traffic will be transmitted in a packet - switched manner . This paper analyzes the performance of high - speed railway network by using the theory of random network calculus , which can be used to analyze the performance of high - speed railway . The innovation points of this paper are mainly embodied in the following points : Firstly , the large - scale and small - scale Markov model of high - speed railway wireless channel is constructed . The mobile model of high - speed train is modeled as semi - Markov process , and the instantaneous data rate of the wireless channel is modeled as a half - Markov modulation process , and the influence of AMC selection on performance is considered . Based on the semi - Markov modulation process , a random service curve of high - speed railway communication system is obtained . secondly , constructing a reasonable service model of the high - speed railway , and carrying out analysis on the collected train control measured business data , and adopting a random arrival curve model to model the train control service . Thirdly , the CCDF random network calculus and the MGF random network calculus are analyzed and analyzed . The integrated pressure and time delay boundary of the train control service are obtained by the random network calculation method , and the time delay boundary obtained by the two methods is compared , and their advantages and disadvantages are analyzed . Fourthly , the accuracy of random network calculus is verified and analyzed . The theoretical results of the time delay boundary are compared with the simulation results to prove the feasibility and the correctness of the random network calculation method . At the same time , the performance analysis of the next generation high - speed railway mobile communication system LTE - R is carried out according to the boundary results .

【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U285;TN929.5

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：1393034